(57)【要約】【課題】コンタクト層をエッチングする際に受光面電極材料がエッチングされるのを防止し、高い光電変換効率を維持する。【解決手段】基板上に太陽電池層及びコンタクト層を順次形成した化合物半導体ウェハを含む、太陽電池素子の製造方法において、前記コンタクト層上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上にフォトレジストを塗布したのちフォトリソグラフィによって電極パターンを形成する工程と、前記フォトレジストをマスクとして保護膜をエッチングにより除去する工程と、蒸着により電極材料をコンタクト層上に積層させたのちリフトオフによって積層電極を形成する工程と、前記保護膜をマスクとして前記積層電極の表面にコンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料で被覆膜を形成して受光面電極を形成する工程と、前記保護膜を除去する工程と、前記受光面電極をマスクとしてコンタクト層をエッチングにより除去する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池素子の製造方法。【選択図】図１
2010157655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に太陽電池層及びコンタクト層を順次形成した化合物半導体ウェハを含む、  太陽電池素子の製造方法において、
前記コンタクト層上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上にフォトレジストを塗布したのちフォトリソグラフィによって電極パターンを形成する工程と、
前記フォトレジストをマスクとして保護膜をエッチングにより除去する工程と、
蒸着により電極材料をコンタクト層上に積層させたのちリフトオフによって積層電極を形成する工程と、
前記保護膜をマスクとして前記積層電極の表面にコンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料で被覆膜を形成して受光面電極を形成する工程と、
前記保護膜を除去する工程と、
前記受光面電極をマスクとしてコンタクト層をエッチングにより除去する工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池素子の製造方法。
【請求項２】
前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料は、Ａｕ、Ｐｔ、ＮｉＴｉまたはそれらの合金からなる導電体であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項３】
前記保護膜は絶縁性を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項４】
前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料の被覆膜は、めっきによって形成さることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項５】
前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料の被覆膜は、太陽電池素子の表面全体を覆うように前記材料を形成したのち、エッチングや研磨により前記保護膜を露出させる方法によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項６】
基板上に太陽電池層及びコンタクト層を順次形成した化合物半導体ウェハを含む太陽電池素子において前記コンタクト層上に、コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な化合物半導体層が形成されていることを特徴とする太陽電池素子用化合物半導体ウェハ。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池素子用化合物半導体ウェハ上にフォトレジストを塗布したのちフォトリソグラフィによって電極パターンを形成する工程と、
前記フォトレジストをマスクとして前記化合物半導体層をエッチングする工程と、
蒸着により電極材料を積層させたのちリフトオフによって積層電極を形成する工程と、
前記化合物半導体層をマスクとして前記積層電極の表面に、コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料を被覆して受光面電極を形成する工程と、
前記化合物半導体層を除去する工程と、
前記受光面電極をマスクとしてコンタクト層をエッチングにより除去する工程とを含むことを特徴とする太陽電池素子の製造方法。
【請求項８】
コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉまたはそれらの合金からなる導電体であることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項９】
前記化合物半導体層は絶縁性を有することを特徴とする請求項８に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項１０】
前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料の被覆膜は、めっきによって形成さることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池素子の製造方法。
【請求項１１】
前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料の被覆は、太陽電池素子の表面全体を覆うように前記材料を形成したのち、エッチングや研磨により前記化合物半導体層の表面を露出させる方法によって形成されることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池素子の製造方法および太陽電池素子用の化合物半導体ウェハに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化合物半導体の太陽電池素子の製造方法として、高価なＡｕの代わりに比較的安価なＡｇを用いて受光面電極を形成する方法が知られている。まず、基板上にＭＯＣＶＤなどによりｐｎ接合を含む化合物半導体層である太陽電池層を形成する。太陽電池層の上には、太陽電池層と受光面電極を電気的に接続し、かつ、受光面電極が太陽電池層に拡散して太陽電池の特性が劣化することを防止するための化合物半導体よりなるコンタクト層が形成される。
【０００３】
続いて、コンタクト層の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィにより受光面電極パターンを形成し、その上から受光面電極の一部となるＡｕＧｅ、ＮｉおよびＡｕからなる金属膜を真空蒸着により形成する。その後、リフトオフにより所望のパターンのＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層電極が形成される。
【０００４】
そしてＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層電極をマスクとして、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層電極が形成されていない部分のコンタクト層をエッチングにより除去する。エッチング液としてアンモニア水と過酸化水素水の混合水溶液を用いる。
【０００５】
次に、フォトリソグラフィによって、前記ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層電極の部分のみ窓が開くようにレジストパターンを形成し、その上からＡｇ膜を真空蒸着により形成する。その後、リフトオフにより所望のパターンの受光面電極が形成される。その後、窒素などの不活性ガス雰囲気中で、３００℃〜４５０℃で受光面電極のシンタリングを行う。
【０００６】
次に、フォトリソグラフィによりメサエッチングパターンを太陽電池層表面に形成し、メサエッチング部分の太陽電池層をエッチングにより除去して基板を露出させる。エッチング液は塩酸水溶液、およびアンモニアと過酸化水素水の混合水溶液を用いて行う。続いて、前記メサエッチングパターン上をダイシングし所望のセル形状に切り出す。
【０００７】
次に、基板の裏面にＡｕおよびＡｇからなる裏面電極を真空蒸着により形成する。次に、太陽電池層表面に反射防止膜としてＴｉＯ２膜およびＡｌ２Ｏ３膜を真空蒸着により形成する。
【０００８】
最後に、裏面電極および反射防止膜のシンタリングを前記と同様の手順で行い、化合物半導体の太陽電池素子を得る。
【０００９】
図５に従来の製造方法で得られた化合物半導体の太陽電池素子の一例を示す。図５（ａ）はその概略断面図であり、図５（ｂ）は電極部分の断面図である。基板５０１上に、ｐｎ接合を含む化合物半導体層である太陽電池層５０２があり、その上にコンタクト層５０３および受光面電極５０４が形成されている。また、前記コンタクト層５０３および受光面電極５０４が形成されていない部分に、反射防止膜５０７が形成されている。基板５０１の下には裏面電極５０６が形成されている。
【００１０】
受光面電極５０４の構造は図５（ｂ）に示すように、下層からＡｕＧｅ層５０４ｄ、Ｎｉ層５０４ｃ、Ａｕ層５０４ｂおよび受光面電極５０４の大部分を占めるＡｇ層５０４ａからなる。実際の製造においては、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層電極パターンと、Ａｇ電極層パターンとのアライメントが困難であるため、Ａｇ電極層パターンに対し、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ積層電極パターンを広くして、アライメントの誤差に対するマージンを確保している。すなわち、受光面電極５０４の大部分を占めるＡｇ層５０４ａに対して、ＡｕＧｅ層５０４ｄ、Ｎｉ層５０４ｃ、Ａｕ層５０４ｂおよびコンタクト層５０３は広くなっている。このため、太陽電池の受光面における電極部分の面積が大きくなり、受光面積が減少し、光電変換効率が低下する。
この問題を解決するため、特許文献１では、コンタクト層上に、リフトオフにより所望のパターンのＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇ積層電極を形成した後、めっきによりＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇ積層電極を、コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料であるＡｕなどで被覆し、被覆された受光面電極をマスクとして用いてコンタクト層のエッチングを行い、低コスト化および光電変換効率の低下防止を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１８６４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、実際の製造において、安定的に逆テーパ形状のレジストパターンを形成することは難しく、また、一般的な蒸着装置では、蒸着源と被蒸着物との位置関係および被蒸着物を搭載したホルダーが回転するなどの理由により、被蒸着物に対して蒸着材料は垂直方向ではなく斜め方向に蒸着される。すなわちレジスト側面とＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇ積層電極側面が接触した状態になり、めっきによりＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇ積層電極の側面を、コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料で被覆することができなくなる。よって、コンタクト層をエッチングする際に受光面電極の大部分を占めるＡｇがエッチングされ、光電変換効率が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基板上に太陽電池層及びコンタクト層を順次形成した化合物半導体ウェハを含む、太陽電池素子の製造方法において、
（１）前記コンタクト層上に保護膜を形成する工程と、
（２）前記保護膜上にフォトレジストを塗布したのちフォトリソグラフィによって電極パターンを形成する工程と、
（３）前記フォトレジストをマスクとして保護膜をエッチングにより除去する工程と、
（４）蒸着により電極材料をコンタクト層上に積層させたのちリフトオフによって積層電極を形成する工程と、
（５）前記保護膜をマスクとして前記積層電極の表面にコンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料で被覆膜を形成して受光面電極を形成する工程と、
（６）前記保護膜を除去する工程と、
前記受光面電極をマスクとしてコンタクト層をエッチングにより除去する工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池素子の製造方法である。
【００１４】
前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉまたはそれらの合金からなる導電体であることが好ましい。また、前記保護膜は絶縁性を有することが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料の被覆膜は、めっきによって形成することができる。さらに、前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料の被覆膜は、太陽電池素子の表面全体を覆うように前記材料を形成したのち、エッチングや研磨により前記保護膜を露出させる方法によって形成できる。
【００１６】
本発明は基板上に太陽電池層及びコンタクト層を順次形成した化合物半導体ウェハを含む太陽電池素子において前記コンタクト層上に、コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な化合物半導体層が形成されていることを特徴とする太陽電池素子用化合物半導体ウェハに関する。
【００１７】
本発明の他の形態における太陽電池素子の製造方法は、
（１）前記太陽電池素子用の化合物半導体ウェハ上にフォトレジストを塗布したのちフォトリソグラフィによって電極パターンを形成する工程と、
（２）前記フォトレジストをマスクとして前記化合物半導体層をエッチングする工程と、
（３）蒸着により電極材料を積層させたのちリフトオフによって積層電極を形成する工程と、
（４）前記化合物半導体層をマスクとして前記積層電極の表面に、コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料を被覆して受光面電極を形成する工程と、
（５）前記化合物半導体層を除去する工程と、
（６）前記受光面電極をマスクとしてコンタクト層をエッチングにより除去する工程とを含む太陽電池素子の製造方法に関する。
【００１８】
ここで、コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉまたはそれらの合金からなる導電体であることが好ましい。また、前記化合物半導体層は絶縁性を有することが好ましい。
【００１９】
さらに、前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料の被覆膜は、めっきによって形成さることができる。また前記コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料の被覆膜は、太陽電池素子の表面全体を覆うように前記材料を形成したのち、エッチングや研磨により前記化合物半導体層の表面を露出させる方法によって形成できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、コンタクト層のパターン、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極パターンを形成する工程が省略でき、さらに例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極上にＡｇ電極パターンをアライメントする作業が省略できる。さらに同じ受光面電極の抵抗であっても受光面電極の面積を小さくすることができ、光電変換効率を向上させることができる。しかも積層電極（主にＡｇ電極）の周囲に充分な空間を確保することができ、積層電極の表面に被覆膜を確実に形成することができ、被覆不足により積層電極がエッチングされることを防止し光電変換効率を高く維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における太陽電池素子の製造方法の各工程における太陽電池素子の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２における太陽電池素子の製造方法の各工程における太陽電池素子の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３における化合物半導体ウェハを示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４における太陽電池素子の製造方法の各工程における太陽電池素子の断面図である。
【図５】従来の太陽電池素子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１における化合物半導体の太陽電池素子の製造方法の各工程を示す図である。
【００２３】
図１（ａ）はＧｅ基板１０１上にＩｎＧａＰ太陽電池層１０２およびＧａＡｓコンタクト層１０３を順次形成した後の化合物半導体ウェハ１０５を示す。ここで基板１０１としてＧｅ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどの材料を用いることができる。太陽電池層の構造はベース層、エミッタ層および窓層を含む。これらのベース層など他にバッファ層およびＢＳＦ層を含んでもよい。また太陽電池層を複数積層させて１つの太陽電池層とすることもできる。この場合はトンネル接合層を各太陽電池層の間に形成する。ベース層にはＩｎＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓなどの材料が、エミッタ層にはＩｎＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの材料が、窓層にはＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓなどの材料が使用できる。コンタクト層１０３にはＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓなどを用いることができる。
【００２４】
次に、図１（ｂ）に示すように化合物半導体ウェハ１０５の表面に保護層として約５０ｎｍのＳｉＯ２絶縁膜１０８を形成する。絶縁膜１０８は、フォトレジスト、現像液およびレジスト剥離液に不溶であり、かつ、エッチング可能な材料であればよく、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２などの金属酸化膜やＳｉ３Ｎ４、ＡｌＮなどの金属窒化膜を用いることができる。絶縁膜１０８の厚さは、下地を充分に保護できる厚さであればよいが、
めっき工程において、めっき液が積層電極の周囲に充分に行きわたるように、できるだけ薄くすることが好ましい。
【００２５】
次に、絶縁膜１０８上にフォトレジスト１０９を形成した後、フォトリソグラフィにより開口部１０９ａを形成し、図１（ｃ）に示すような受光面電極パターンを得る。
【００２６】
次に、図１（ｄ）に示すようにフォトレジスト１０９をマスクとして絶縁膜１０８の一部をエッチングにより除去し、開口部１０８ａを形成する。エッチングは、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、塩酸などの酸性のエッチング液を用いたウェットエッチングまたはフッ素や塩素などを含むガスを用いたドライエッチングにより行う。積層電極を蒸着する際に、絶縁膜１０８の側面に積層電極１１０が接触することを防止し、かつ、被覆膜をめっきする際に、めっき液が積層電極の周囲に充分に行きわたるように、絶縁膜１０８をオーバーエッチングさせて、フォトレジストの開口部１０９ａよりも絶縁膜の開口部１０８ａが広くなるように開口部１０８ａを形成する。
【００２７】
次に、受光面電極パターンが形成されたフォトレジストの上から、積層電極１１０となる金属膜を真空蒸着により形成する。約１００ｎｍのＡｕＧｅ層を抵抗加熱蒸着により形成し、続けて約２０ｎｍのＮｉ層、約１００ｎｍのＡｕ層および約５μｍのＡｇ層をＥＢ蒸着により形成する。その後、フォトレジストおよびフォトレジスト上の金属膜をリフトオフにより除去することで、図１（ｅ）に示すような積層電極１１０が形成される。ここで「リフトオフ」はフォトリソグラフィを行った後、真空蒸着などにより電極材料を成膜して、最後にレジストおよびレジスト上に成膜された電極材料を除去して、所望の電極パターンを得ることをいう。
【００２８】
その後、図１（ｆ）に示すように、前記絶縁膜１０８をマスクとしてめっきにより、積層電極１１０の表面に被覆膜１１１を形成する。非シアン化物タイプのＡｕめっき液を用い、約３０ｎｍのＡｕ被覆膜を形成する。めっきは、電解めっきまたは無電解めっきのどちらでもよい。
【００２９】
本発明は、リフトオフ後にあらかじめ形成しておいた絶縁膜をめっき用マスクとして用いて被覆膜を形成する点において、リフトオフ前に積層電極形成用のレジストパターンをそのままめっき用マスクとして被覆層を形成する特許文献１とは相違する。
【００３０】
次に、絶縁膜１０８を除去した後、窒素（Ｎ２）などの不活性ガス雰囲気中において３００℃〜４５０℃で受光面電極のシンタリングを行う。続いて、受光面電極１０４をマスクとして、コンタクト層１０３をエッチングにより除去し、図１（ｇ）に示すような受光面電極の下部にのみコンタクト層１０３ａが形成される形状を得る。エッチングはアンモニア／過酸化水素水水溶液を用いて行う。
【００３１】
次に、図１（ｈ）に示すように、フォトリソグラフィによりメサエッチングパターンを太陽電池素子表面に形成し、メサエッチング部分の化合物半導体層をエッチングにより除去して基板を露出させる。エッチング液は塩酸水溶液、およびアンモニア／過酸化水素水水溶液を用いて行う。続いて、メサエッチングパターン１０２ａ上をダイシングし所望のセル形状に切り出す。
【００３２】
次に、基板の裏面に裏面電極１０６として約３００ｎｍのＡｕ層および約１μｍのＡｇ層をＥＢ蒸着により形成する。続いて、太陽電池層表面に反射防止膜１０７として、約６０ｎｍのＴｉＯ２膜および約９０ｎｍＡｌ２Ｏ３膜をＥＢ蒸着により形成する。膜厚は膜の屈折率、太陽電池素子表面の屈折率などの要素により適切な厚みで形成すればよい。最後に、裏面電極および反射防止膜のシンタリングを、受光面電極のシンタリングと同様の手順で行い、図１（ｉ）に示す太陽電池素子を得る。
【００３３】
＜実施の形態２＞
図２は、本発明の実施の形態２における太陽電池素子の製造方法の各工程を示す図である。図２（ａ）に示す化合物半導体ウェハ２０５は実施の形態１と同様の構成からなる。実施の形態２は、保護膜２０８が積層電極の厚さより厚くなるように構成されることに特徴がある。
【００３４】
図２（ｂ）に示すように保護膜２０８は、積層電極の厚さより厚くなるように形成する。コンタクト層２０３上に、例えば約６μｍのＡｌ膜を、Ａｌペーストを用いたスクリーン印刷により形成する。保護膜は、フォトレジスト、現像液およびレジスト剥離液に不溶であり、かつ、エッチング可能な材料であればよく、その導電性は問わない。Ａｌ、Ｓｎなどの金属やＳｉＯ２、ＴｉＯ２などの金属酸化膜やＳｉ３Ｎ４、ＴｉＮなどの金属窒化膜を用いることができる。
【００３５】
次に、保護膜２０８上にフォトレジスト２０９を形成した後、フォトリソグラフィにより開口部２０９ａを形成し、図２（ｃ）に示すような受光面電極パターンを得る。
【００３６】
次に、図２（ｄ）に示すようにフォトレジスト２０９をマスクとして保護膜２０８の一部をエッチングにより除去し、開口部２０８ａを形成する。エッチングは、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、塩酸などの酸性のエッチング液を用いたウェットエッチングまたはフッ素や塩素などを含むガスを用いたドライエッチングにより行う。積層電極を蒸着する際に、保護膜２０８の側面に積層電極２１０が接触することを防止し、かつ、被覆膜をめっきする際に、めっき液が積層電極の周囲に充分に行きわたるように、保護膜２０８をオーバーエッチングさせて、フォトレジストの開口部２０９ａよりも保護膜の開口部２０８ａが広くなるように形成する。
【００３７】
次に、受光面電極パターンが形成されたフォトレジストの上から、積層電極２１０となる金属膜を真空蒸着により形成する。約１００ｎｍのＡｕＧｅ層を抵抗加熱蒸着により形成し、続けて約２０ｎｍのＮｉ層、約１００ｎｍのＡｕ層および約５μｍのＡｇ層をＥＢ蒸着により形成する。その後、フォトレジストおよびフォトレジスト上の金属膜をリフトオフにより除去することで、図２（ｅ）に示すような積層電極２１０が形成される。
【００３８】
その後、図２（ｆ）に示すように、コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料で太陽電池素子の表面の全体を平滑に覆う被覆膜２１１を形成する。被覆膜２１１は、Ｎｉを含むペーストをスピンコートで塗布して形成した。なお被覆膜２１１はＡｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、またはそれらの合金を含むペースト（またはインク）を用いることができ、塗布方法はディップ、スピンコートまたはスプレーを用いることもできる。
【００３９】
コンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な材料２１１を、化合物太陽電池の表面全体を平滑に覆うように形成する。Ａｕ、ＰｔおよびＮｉのペースト（インク）をディップ、スピンコートまたはスプレーにより塗布して形成する。
【００４０】
次に、エッチング、機械研磨またはＣＰＭにより表面を均一に削り、保護膜２０８を露出させることで、図２（ｇ）に示すような受光面電極２０４の形状を得る。
【００４１】
保護膜２０８の除去以降は、実施の形態１と同様の手順で太陽電池素子を得る。図２（ｈ）に示すように、保護膜２０８を除去した後、窒素（Ｎ２）などの不活性ガス雰囲気中において３００℃〜４５０℃で受光面電極のシンタリングを行う。続いて、受光面電極２０４をマスクとして、コンタクト層２０３をエッチングにより除去し、受光面電極の下部にのみコンタクト層２０３ａが形成される形状を得る。エッチングはアンモニア／過酸化水素水水溶液を用いて行う。
【００４２】
次に、図２（ｉ）に示すように、フォトリソグラフィによりメサエッチングパターンを太陽電池素子表面に形成し、メサエッチング部分の化合物半導体層をエッチングにより除去して基板を露出させる。エッチング液は塩酸水溶液、およびアンモニア／過酸化水素水水溶液を用いて行う。続いて、メサエッチングパターン２０２ａ上をダイシングし所望のセル形状に切り出す。
【００４３】
次に、図２（ｊ）に示すように、基板２０１の裏面に裏面電極２０６として例えば約３００ｎｍのＡｕ層および約１μｍのＡｇ層をＥＢ蒸着により形成する。そして太陽電池層の表面に反射防止膜２０７として、例えば約６０ｎｍのＴｉＯ２膜および約９０ｎｍＡｌ２Ｏ３膜をＥＢ蒸着により形成する。膜厚は膜の屈折率、太陽電池素子表面の屈折率などの要素により適切な厚みで形成できる。最後に、裏面電極および反射防止膜のシンタリングを行い、図２（ｊ）に示す化合物半導体太陽電池素子を得る。
【００４４】
実施例２において、保護膜２０８が積層電極の厚さより厚くなるように構成されることにより、めっきを用いずに被覆膜が形成できるため、保護膜として絶縁性を有さない材料を用いることが可能となる。
【００４５】
＜実施の形態３：化合物半導体ウェハ＞
図３は太陽電池素子に用いられる化合物半導体ウェハを示す断面図である。化合物半導体ウェハ３０５は、基板３０１上に太陽電池層３０２、コンタクト層３０３およびコンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶な化合物半導体層３０８が形成されている。基板３０１、太陽電池層３０２およびコンタクト層３０３は実施の形態１に記載の化合物半導体ウェハと同様の構成からなる。該化合物半導体ウェハは、コンタクト層３０３上に、不純物を添加していない半絶縁性のＩｎＧａＰよりなる化合物半導体層３０８を、例えば約５０ｎｍの厚さで形成した。厚さおよび絶縁性は、太陽電池素子の製造方法が、実施の形態１に示しためっきを用いる方法であれば、できるだけ薄く絶縁性がある方がよく、実施の形態２に示した研磨を用いる方法であれば、厚い方がよく絶縁性は問わない。化合物半導体層３０８はＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＰなどの材料を用いることができる。また、化合物半導体層はコンタクト層を除去するためのエッチング液に不溶であり、エッチング液を通さないものであれば、コンタクト層と格子定数が異なるものでも、結晶性の悪いものでもかまわない。
【００４６】
＜実施の形態４＞
図４は、実施の形態３の化合物半導体ウェハを用いた半導体太陽電池素子の製造方法を示す各工程における化合物半導体太陽電池の断面図を示す。図４（ａ）において化合物半導体ウェハ４０５は、基板４０１上に、太陽電池層４０２、さらにコンタクト層４０３が形成され、さらにその上に、半絶縁性の化合物半導体層４０８が形成されている。そして受光面電極パターン形成以降の工程は、実施の形態１と同様の手順で行う。なお半絶縁性の化合物半導体層４０８の除去は、塩酸を用いたウェットエッチングにより行うことができる。
【００４７】
次に、図４（ｂ）に示すように化合物半導体層４０８の表面にフォトレジスト４０９を形成した後、フォトリソグラフィにより開口部４０９ａを形成して受光面電極パターンを得る。
【００４８】
次に、図１（ｃ）に示すようにフォトレジスト４０９をマスクとして化合物半導体層４０８の一部をエッチングにより除去し、開口部４０８ａを形成する。エッチングは、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、塩酸などの酸性のエッチング液を用いたウェットエッチングまたはフッ素や塩素などを含むガスを用いたドライエッチングにより行うことができる。
【００４９】
なお後に形成される積層電極４１０を蒸着する際に、化合物半導体層４０８の側面に積層電極４１０が接触することを防止し、かつ、被覆膜をめっきする際に、めっき液が積層電極の周囲に充分に行きわたるように、化合物半導体層４０８をオーバーエッチングさせて、フォトレジストの開口部４０９ａよりも化合物半導体層４０８の開口部４０８ａが広くなるようにを形成する。
【００５０】
次に、受光面電極パターンが形成されたフォトレジストの上から、積層電極４１０となる金属膜を真空蒸着により形成する。例えば約１００ｎｍのＡｕＧｅ層を抵抗加熱蒸着により形成し、さらに例えば約２０ｎｍのＮｉ層、約１００ｎｍのＡｕ層および約５μｍのＡｇ層をＥＢ蒸着により形成する。その後、フォトレジストおよびフォトレジスト上の金属膜をリフトオフにより除去することで、図４（ｄ）に示す積層電極４１０が形成される。
【００５１】
その後、図４（ｅ）に示すように、化合物半導体層４０８をマスクとしてめっきにより、積層電極４１０の表面に被覆膜４１１を形成する。実施の形態１と同様に非シアン化物タイプのＡｕめっき液を用い、約３０ｎｍのＡｕ被覆膜を形成することができる。電解めっき若しくは無電解めっきのいずれも適用できる。
【００５２】
次に、化合物半導体層４０８を除去した後、窒素（Ｎ２）などの不活性ガス雰囲気中において３００℃〜４５０℃で受光面電極のシンタリングを行う。そして受光面電極４０４をマスクとして、コンタクト層４０３をエッチングにより除去し、図４（ｆ）に示すような受光面電極の下部にのみコンタクト層４０３ａが形成された形状を得る。ここでエッチングはアンモニア／過酸化水素水水溶液を用いることができる。
【００５３】
次に、図４（ｇ）に示すように、フォトリソグラフィによりメサエッチングパターンを太陽電池素子表面に形成し、メサエッチング部分の化合物半導体層をエッチングにより除去して基板を露出させる。エッチング液は塩酸水溶液、およびアンモニア／過酸化水素水水溶液を用いて行う。続いてメサエッチングパターン４０２ａ上をダイシングし所望のセル形状に切り出す。
【００５４】
次に、基板の裏面に裏面電極４０６として約３００ｎｍのＡｕ層および約１μｍのＡｇ層をＥＢ蒸着により形成する。続いて、太陽電池層表面に反射防止膜４０７として、例えば約６０ｎｍのＴｉＯ２膜および例えば約９０ｎｍＡｌ２Ｏ３膜をＥＢ蒸着により形成する。膜厚は膜の屈折率、太陽電池素子表面の屈折率などの要素により適切な厚みで形成することができる。そして裏面電極および反射防止膜のシンタリングを、受光面電極のシンタリングと同様の手順で行い、図４（ｈ）に示す化合物半導体太陽電池素子を得る。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、上述の太陽電池素子の製造方法および化合物半導体ウェハを採用することで、受光面電極の大部分を占めるＡｇのエッチングが防止でき、光電変換効率の低下を軽減することができ、各種材料の化合物半導体の太陽電池素子として有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１０１  基板、１０２  太陽電池層、１０３  コンタクト層、１０４  受光面電極、１０５  化合物半導体ウェハ、１０６  裏面電極、１０７  反射防止膜、１０８  
絶縁膜、１０９  フォトレジスト、１１０  積層電極、１１１  被覆膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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