(57)【要約】【課題】専用のフォトリソグラフィーによるマスクを用いることなく面内でのバスバー部と半導体の境界が半導体の厚み方向において電気的に分断され、光エネルギーによって発生した電気を面内から均一に取り出すことのできる光電変換素子用半導体ウエハの製造方法を提供すること。【解決手段】フィンガー電極部２０及びバスバー電極部１０をマスクとして、拡散律速型エッチャントで半導体ウエハ積層体１０，２０，４０，５０をエッチングするエッチング工程を備え、バスバー電極部１０の直下の半導体積層部４０と、上部にフィンガー電極部２０及びバスバー電極部１０が形成されていない領域下の半導体積層部４０との間に溝部８０が形成される。【選択図】図１
2014060352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成される光電変換部及び該光電変換部上に形成されたバリア層とを有する半導体積層部と、該半導体積層部上に形成されるフィンガー電極部と、該フィンガー電極部よりも幅広であり、かつ、該フィンガー電極部が接続されるバスバー電極部とを備える半導体ウエハ積層体に対して、
前記フィンガー電極部及び前記バスバー電極部をマスクとして、拡散律速型エッチャントで前記半導体ウエハ積層体をエッチングするエッチング工程を有し、
該エッチング工程により、前記バスバー電極部の直下の前記半導体積層部と、上部に前記フィンガー電極部及び前記バスバー電極部が形成されていない領域下の前記半導体積層部との間に溝部を形成することを特徴とする光電変換素子用半導体ウエハの製造方法。
【請求項２】
前記半導体積層部が、Ｇａ及びＡｓを含む層であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子用半導体ウエハの製造方法。
【請求項３】
前記バリア層が、ＡｌＧａＡｓであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換素子用半導体ウエハの製造方法。
【請求項４】
前記半導体積層部が、前記バリア層上にさらにコンタクト層を形成することを特徴とする請求項１，２又は３に記載の光電変換素子用半導体ウエハの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光電変換素子用半導体ウエハをダイシングするダイシング工程を更に有し、
基板と、該基板上に形成される光電変換部及び該光電変換部上に形成されたバリア層とを有する半導体積層部と、該半導体積層部上に形成されたフィンガー電極部と、該フィンガー電極部よりも幅広であり、かつ、該フィンガー電極部が接続されるバスバー電極部と、該バスバー電極部のフィンガー電極部と接していない端部領域周辺の前記半導体積層部に形成される溝部を備える光電変換素子を製造することを特徴とする光電変換素子の製造方法。
【請求項６】
基板と、該基板上に形成された光電変換部及び該光電変換部上に形成されたバリア層とを有する半導体積層部と、該半導体積層部上に形成されたフィンガー電極部と、該フィンガー電極部よりも幅広であり、かつ、該フィンガー電極部が接続されたバスバー電極と、前記バスバー電極部の直下の前記半導体積層部と、上部に前記フィンガー電極部及び前記バスバー電極部が形成されていない領域下の前記半導体積層部との間に溝部を備えたことを特徴とする光電変換素子用半導体ウエハ。
【請求項７】
前記半導体積層部が、Ｇａ及びＡｓを含む層であることを特徴とする請求項６に記載の光電変換素子用半導体ウエハ。
【請求項８】
前記バリア層が、ＡｌＧａＡｓであることを特徴とする請求項６又は７に記載の光電変換素子用半導体ウエハ。
【請求項９】
前記半導体積層部が、前記バリア層上にさらにコンタクト層を備えることを特徴とする請求項６，７又は８に記載の光電変換素子用半導体ウエハ。
【請求項１０】
請求項５に記載の光電変換素子の製造方法により製造されたことを特徴とする光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子用半導体ウエハの製造方法及び光電変換素子の製造方法並びに光電変換素子用半導体ウエハ及び光電変換素子に関し、より詳細には、専用のフォトリソグラフィーによるマスクを用いることなく面内でのバスバー部と半導体の境界が半導体の厚み方向において電気的に分断され、光エネルギーによって発生した電気を面内から均一に取り出すことのできる光電変換素子用半導体ウエハの製造方法及び光電変換素子の製造方法並びに光電変換素子用半導体ウエハ及び光電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光電変換素子とは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電気エネルギーに変換する電力機器である。その構造は、ｐ型とｎ型の半導体を接合した構造、すなわち、ｐｎ接合型ダイオード（フォトダイオード）の構造の光電変換部を有する半導体積層部を備えている。
光入射面から光が入射すると、半導体積層部領域で光生成キャリアが発生するが、これらを電流として集めて出力端子まで導くために、光入射面側には表集電極が設けられる。この表集電極は、光をよく透過して効果的に発電させるために、光を透過させつつ発生した電気を効率良く集めるための細い「フィンガー電極（枝電極）」とフィンガー電極を通して電気を集めるための「バスバー電極（幹電極）」とからなる。一方、光入射面の反対側には裏面電極が設けられる。
【０００３】
そのような光電変換素子においては、光生成キャリアを電流として面内から均一に取り出す必要があるが、表面に形成したバスバー電極と出力端子をワイヤーボンディングにより接続すると、光生成キャリアがワイヤーにまで集まる過程で、フィンガー電極やバスバー電極に電流が流れることで電圧降下が起こり、表集電極内の電圧が不均一になり、電圧が高い部分に強い電界が生じる。そのため、ワイヤーボンディングした下部に発生した電流が局所的に集中し、熱によって電極が溶けるといった不具合が発生する可能性がある。均一に電流を取り出すためには、高電界のかかるバスバー電極部分と半導体部分とを分離し、電流が局所的に集中しにくい構造を作製する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のものは、多層構造半導体のエッチング方法に関するもので、この特許文献１には、拡散律速のエッチング液を使った場合の深さ方向のエッチング不均一を解消するために、拡散律速のエッチング液を使用する場合のマスクパターンとして、エッチング部分に対してマスク部分の面積を大きくしエッチング液がエッチング部分に均等に供給されエッチングレートが均一になるように形成されたマスクを用いてエッチングを行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６４４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、表集電極を有する光電変換素子において、均一に電流を取り出すためには、高電界のかかるバスバー電極部分と半導体部分とを分離し、電流が局所的に集中しにくい構造を作製する必要がある。
多層構造半導体の素子分離を行う方法としては、ダイシングなど物理的な手段が考えられる。しかしながら、ダイシングにより素子を分離すると断面が荒れ、光電変換特性が低下するという問題がある。一方、断面を荒らすことなく素子分離を行う方法として、エッチャント（液体のエッチング材）を用いたウェットエッチングにより素子分離を行う方法がある。
【０００７】
ウェットエッチングにより素子分離を行う場合には、半導体層の組成に影響されずに均一なエッチングが行え、かつ、面方向の依存性が少ないというメリットがある拡散律速型のエッチャントが広く用いられるが、レジストパターンなどのエッチングされない部分がある近傍ではエッチングレートが速くなり、エッチングむらが生じるという問題があった。
【０００８】
上述した特許文献１に記載の多層構造半導体のエッチング方法を用いると、エッチングむらを抑制することができるが、専用のフォトリソグラフィーによりマスクを作製する工程が必要となり、プロセスが煩雑になるという問題点があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、専用のフォトリソグラフィーによるマスクを用いることなく面内でのバスバー部と半導体の境界が半導体の厚み方向において電気的に分断され、光エネルギーによって発生した電気を面内から均一に取り出すことのできる光電変換素子用半導体ウエハの製造方法及び光電変換素子の製造方法並びに光電変換素子用半導体ウエハ及び光電変換素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、基板と、光電変換部及びこの光電変換部上に形成されたバリア層とを有する半導体積層部と、この半導体積層部上に形成されたフィンガー電極部と、このフィンガー電極部よりも幅広であり、かつ、フィンガー電極部が接続されるバスバー電極とを備える半導体ウエハを、フィンガー電極部及びバスバー電極部をマスクとして、拡散律速型エッチャントで半導体ウエハをエッチングするエッチング工程を備え、バスバー電極部直下の半導体積層部と、上部にフィンガー電極部及びバスバー電極部が形成されていない領域下の半導体積層部との間に溝部が形成されるようにする光電変換素子用半導体ウエハの製造方法により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、基板（５０）と、該基板（５０）上に形成される光電変換部（４１）及び該光電変換部（４１）上に形成されたバリア層（４２）とを有する半導体積層部（４０）と、該半導体積層部（４０）上に形成されるフィンガー電極部（２０）と、該フィンガー電極部（２０）よりも幅広であり、かつ、該フィンガー電極部（２０）が接続されるバスバー電極部（１０）とを備える半導体ウエハ積層体（１０，２０，４０，５０）に対して、前記フィンガー電極部（２０）及び前記バスバー電極部（１０）をマスクとして、拡散律速型エッチャントで前記半導体ウエハ積層体（１０，２０，４０，５０）をエッチングするエッチング工程を有し、該エッチング工程により、前記バスバー電極部（１０）の直下の前記半導体積層部（４０）と、上部に前記フィンガー電極部（２０）及び前記バスバー電極部（１０）が形成されていない領域下の前記半導体積層部（４０）との間に溝部（８０）を形成することを特徴とする光電変換素子用半導体ウエハの製造方法である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体積層部（４０）が、Ｇａ及びＡｓを含む層であることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記バリア層（４２）が、ＡｌＧａＡｓであることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記半導体積層部（４０）が、前記バリア層（４２）上にさらにコンタクト層（４３）を形成することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光電変換素子用半導体ウエハをダイシングするダイシング工程を更に有し、基板（５０）と、該基板（５０）上に形成される光電変換部（４１）及び該光電変換部（４１）上に形成されたバリア層（４２）とを有する半導体積層部（４０）と、該半導体積層部（４０）上に形成されたフィンガー電極部（２０）と、該フィンガー電極部（２０）よりも幅広であり、かつ、該フィンガー電極部（２０）が接続されるバスバー電極部（１０）と、該バスバー電極部（１０）のフィンガー電極部（２０）と接していない端部領域周辺の前記半導体積層部（４０）に形成される溝部（８０）を備える光電変換素子を製造することを特徴とする光電変換素子の製造方法である。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、基板（５０）と、該基板（５０）上に形成された光電変換部（４１）及び該光電変換部（４１）上に形成されたバリア層（４２）とを有する半導体積層部（４０）と、該半導体積層部（４０）上に形成されたフィンガー電極部（２０）と、該フィンガー電極部（２０）よりも幅広であり、かつ、該フィンガー電極部（２０）が接続されたバスバー電極（１０）と、前記バスバー電極部（１０）の直下の前記半導体積層部（４０）と、上部に前記フィンガー電極部（２０）及び前記バスバー電極部（１０）が形成されていない領域下の前記半導体積層部（４０）との間に溝部（８０）を備えたことを特徴とする光電変換素子用半導体ウエハである。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記半導体積層部（４０）が、Ｇａ及びＡｓを含む層であることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明において、前記バリア層（４２）が、ＡｌＧａＡｓであることを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項６，７又は８に記載の発明において、前記半導体積層部（４０）が、前記バリア層（４２）上にさらにコンタクト層（４３）を備えることを特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載の光電変換素子の製造方法により製造されたことを特徴とする光電変換素子である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、専用のフォトリソグラフィーによるマスクを用いることなく面内でのバスバー部と半導体の境界が半導体の厚み方向において電気的に分断され、光エネルギーによって発生した電気を面内から均一に取り出すことのできる光電変換素子用半導体ウエハの製造方法及び光電変換素子の製造方法並びに光電変換素子用半導体ウエハ及び光電変換素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る光電変換素子用半導体ウエハの実施形態を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示した光電変換素子用半導体ウエハの半導体積層部の断面構造図である。
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態の光電変換素子のバスバー電極部の種々のパターンを示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明の光電変換素子用半導体ウエハをダイシングし、光電変換素子を得る方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。  
本発明は、光電変換部及びこの光電変換部上に形成されたバリア層とを有する半導体積層部と、この半導体積層部上に形成されたフィンガー電極部と、このフィンガー電極部よりも幅広であり、かつ、フィンガー電極部が接続されるバスバー電極とを備えた光電変換素子、それを製造するために用いる光電変換素子用半導体ウエハ及びそれらの製造方法に関する。
【００１８】
図１は、本発明に係る光電変換素子用半導体ウエハの実施形態を説明するための斜視図である。本実施形態の光電変換素子用半導体ウエハ１は、基板５０と、この基板５０上の形成される光電変換部４１及びこの光電変換部４１上に形成されるバリア層４２とを有する半導体積層部４０と、この半導体積層部４０上に形成されたフィンガー電極部２０と、このフィンガー電極部２０よりも幅広であり、かつ、フィンガー電極部２０が接続されるバスバー電極１０と、このバスバー電極部１０の直下の半導体積層部４０と、上部にフィンガー電極部２０及びバスバー電極部１０が形成されていない領域下の半導体積層部４０との間に溝部８０とを備えている。また、バスバー電極１０には出力端子３０が接続されている。半導体ウエハ積層体は、バスバー電極１０とフィンガー電極部２０と半導体積層部４０と基板５０とで構成されている。なお、符号６０は基板積層体で、基板５０と半導体積層部４０とで構成されている。
また、半導体積層部４０は、Ｇａ及びＡｓを含む層である。また、バリア層４２は、ＡｌＧａＡｓである。また、半導体積層部４０は、バリア層４２上にさらにコンタクト層４３を備えている。
【００１９】
＜光電変換素子＞
本実施形態の光電変換素子は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電気エネルギーに変換する電力機器であり、表面にフィンガー電極２０とバスバー電極１０とからなる表集電極を有している。また、面内でのバスバー部と半導体の境界が半導体の高さ方向が電気的に分断されていることから、表面電極内の電界分布にあまり影響されずに電流を集めることができる。
このような光電変換素子は、光電変換特性を機構として用いた太陽電池、フォトダイオード、フォトトランジスタなどに適用することができる。また、面内から電力を均一に取り出せることは同時に面内に均一に電力を供給できることも意味し、発光ダイオードや半導体レーザーなどについても同様の目的で適用することが可能である。
【００２０】
＜半導体積層部＞
図２は、図１に示した光電変換素子用半導体ウエハの半導体積層部の断面構造図で、図１におけるＡ−Ａ’断面図である。本実施形態において半導体積層部４０は、ＳｉやＧａＡｓなどの半導体基板の上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相成長法）やＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：分子線エピタキシー法）などの手法を用いて、ｐ型とｎ型の半導体を接合した構造の光電変換部４１を形成することで得られる。形成される構造は、光電変換を行いたい光の波長に応じて選択される。例えば、太陽光を電気エネルギーに変換したい場合には、ＳｉやＧａＡｓのｐｎ接合が好適に用いられる。また、幅広い波長の光を吸収するために、ｐｎ接合が複数接合された多接合構造になっていても良い。
【００２１】
本実施形態において、半導体積層部４０は、上述した光電変換部４１よりも上に表面再結合を防止すると同時にエッチストップ層の役割を果たすバリア層４２が設けられている。一例として、ＧａＡｓのｐｎ接合にはＡｌＧａＡｓやＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＰのｐｎ接合にはＡｌＩｎＰ、ＩｎＳｂのｐｎ接合にはＡｌＩｎＳｂなどｐｎ接合に用いている半導体に比べてバンドギャップの広い材料をバリア層として用いることができる。なお、三元系の化合物半導体を用いる場合、同族の元素の合計が他属の元素と略一致していればよく、例えば、ＡｌＧａＡｓの場合、ＡｌＸＧａ（１−ｘ）Ａｓ（１＞Ｘ＞０）と表現することが出来る。
【００２２】
また、バリア層４２は、エッチャントに対して選択比が得られるものであることが好ましい。また、バリア層４２上に、表集電極との電気的コンタクトを良好なものにするための半導体層からなるコンタクト層４３をさらに設けていてもよい。
このコンタクト層４３には、電極に対してエネルギー障壁が小さく、オーミック接合しやすい半導体材料が用いられる。半導体材料は、高濃度に不純物をドーピングすることによって、オーミック接触しやすくすることが好ましい。コンタクト層４３の一例としては、電極にＡｕを用いる場合には、高濃度に不純物がドーピングされたＧａＡｓが挙げられる。コンタクト層は、光電変換を行いたい光の波長に応じて、光電変換部での光の吸収量を多くするために、電極直下にのみ形成される構造になっていても良い。
【００２３】
＜表集電極＞
本実施形態の光電変換素子の受光面（基板側ではない表面）には、光をよく透過して効果的に発電させるために、光を透過させつつ発生した電気を効率良く集めるための細い「フィンガー電極」とフィンガー電極を通して電気を集めるための「バスバー電極」とからなる表集電極が設けられる。
【００２４】
図３（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態の光電変換素子のバスバー電極部の種々のパターンを示す図である。バスバー電極部１０は、図３（ａ）の様に１つでもよいし、図３（ｂ）の様にフィンガー電極部２０の両端に接続されるものであってもよいし、図３（ｃ）の様にフィンガー電極部２０と接続し、かつフィンガー電極部２０を覆うように配置されたものであってもよいし、図３（ｄ）の様に隣り合うバスバー電極部１０がフィンガー電極部２０で電気的に互いに接続されたものであってもよい。
【００２５】
また、フィンガー電極部１０は、１つ以上あれば特に制限されないが、発生した電気を効率よく集める観点から、複数あることが好ましく、複数のフィンガー電極部が受光面に高密度に配置されていることがより好ましい。
拡散律速型のエッチャントによって選択的なエッチングを行うためには、バスバー電極部１０はフィンガー電極部２０よりも太くなければならない。電極の幅や厚みについては、半導体積層部４０とバリア層４２の選択比やエッチャントの組成に対応して、選択的なエッチングになるように適宜変更することができる。
【００２６】
電極材料には、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属や酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）やグラフェンなどの透明導電性材料など広く一般に電極として用いられている材料を使用することができる。好ましくは、エッチャントに対して耐性があり、エッチングの前後において変化のないものが好ましい。
【００２７】
＜光電変換素子のエッチング条件＞
本発明の光電変換素子用半導体ウエハの製造方法は、基板５０と、この基板５０上に形成される光電変換部４１及びこの光電変換部４１上に形成されたバリア層４２とを有する半導体積層部４０と、この半導体積層部４０上に形成されるフィンガー電極部２０と、このフィンガー電極部２０よりも幅広であり、かつ、フィンガー電極部２０が接続されるバスバー電極部１０とを備える半導体ウエハ積層体（１０，２０，４０，５０）に対して、フィンガー電極部２０及びバスバー電極部１０をマスクとして、拡散律速型エッチャントで半導体ウエハ積層体１０，２０，４０，５０をエッチングするエッチング工程を有し、このエッチング工程により、バスバー電極部１０の直下の半導体積層部４０と、上部にフィンガー電極部２０及びバスバー電極部１０が形成されていない領域下の半導体積層部４０との間に溝部８０を形成する。
【００２８】
また、本発明の光電変換素子の製造方法は、上述した光電変換素子用半導体ウエハの製造方法によって得られた光電変換素子用半導体ウエハをダイシングしてチップ化する工程を備えている。
拡散律速型エッチャントには、ｐＨを調整した酸やアルカリを含む過酸化水素水を用いることができる。また、拡散律速型エッチャントに用いる酸としては、塩酸や硫酸などの無機酸、クエン酸やコハク酸などの有機酸などを用いることができる。アルカリとしてはアンモニアや水酸化カリウムを用いることができる。酸やアルカリは水で希釈し、水溶液の形態で使用することもできる。エッチングを行う対象物に対して、拡散律速型のエッチャントとして機能するものであれば好適に用いることができる。
【００２９】
また、拡散律速型エッチャントは、ｐＨが６．０より大きく、９．０より小さいことが好ましい。ｐＨが６．０以下であるとエッチングレートが低く、素子分離を行うことができない。また、ｐＨが９．０以上である場合には、バリア層４２との選択比が低下し、バスバー電極部１０の端部での選択的なエッチングが不可能となる。
エッチング後の光電変換素子には、素子の保護や光取り込み効率アップを目的として、ＳｉＯ２などの無機物やポリイミドなどの高分子からなる保護層や反射防止膜などを形成しても良い。
【００３０】
また、光電変換素子用半導体ウエハをダイシング等によりチップ化することで光電変換素子を得ることが出来る。この時、光電変換素子を小型化し、一枚のウエハからより多くの光電変換素子を得る観点から、表集電極を形成する際に素子の周囲にあらかじめダイシング用のスクライブラインを設けておき、スクライブラインに沿ってダイシングをすることが好ましい。スクライブラインを形成する方法は特に制限されないが、本実施形態の光電変換素子用半導体ウエハの製造方法によって得られる、バスバー電極部１０の直下の半導体積層部４０と、上部にフィンガー電極部２０及びバスバー電極部１０が形成されていない領域下の半導体積層部４０との間に形成される溝部８０をスクライブラインとして用いることにより、別途スクライブライン形成用のプロセスが省けるため好ましい。
【００３１】
図４（ａ），（ｂ）は、本発明の光電変換素子用半導体ウエハをダイシングし、光電変換素子を得る方法の一例を示す図である。図４（ａ）は、一つの光電変換素子の一辺にバスバー電極部１０が形成される例であり、バスバー電極部１０のフィンガー電極部２０が形成されていない側の辺の近傍に形成される溝部８０をスクライブラインとしてダイシングすることが出来る。また、図４（ｂ）は、一つの光電変換素子の周囲がバスバー電極部１０で囲われている例であり、ダイシングされる点線部の周辺にはバスバー電極部１０を形成しないことにより、エッチング工程で溝部８０を形成し、その溝部８０をスクライブラインとしてダイシングすることが出来る。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する各実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例で用いた評価方法は、以下の通りである。
１．エッチングの選択性
表集電極を形成した半導体素子を拡散律速型のエッチャントによりエッチングした。その際、バスバー電極１０及びフィンガー電極部２０の端部のエッチング深さの測定を行い、エッチングの選択性の良否を判定した。
【００３３】
○：バスバー電極部１０の端部において、ｐｎ接合層がエッチングにより厚み方向に分離されており、かつ、フィンガー電極部２０の近傍の半導体積層部４０の光電変換部がエッチングされていない。
×：バスバー電極部１０の端部において、ｐｎ接合層がエッチングにより厚み方向に分離されていない。もしくは、フィンガー電極部２０の近傍の半導体積層部４０の光電変換部がエッチングされている。
【実施例１】
【００３４】
ＧａＡｓ基板５０上にＧａＡｓのｐｎ接合を形成し、その上にバリア層４２としてＡｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓを４０ｎｍ積層した。ウエハから切り出した際に得られる光電変換素子１個のサイズを１０ｍｍ×１０ｍｍとし、表集電極として、図１に示すようなバスバー電極（ａ：１０ｍｍ、ｂ：１０００μｍ）及びフィンガー電極（ｃ：９ｍｍ、ｄ：５μｍ）を有するものを、フォトリソグラフィーによりレジストパターンを形成した後、電極材料にＡｕ−Ｇｅ（Ｇｅ：１２ｗｔ％）／Ｎｉ／Ａｕ＝４０ｎｍ／１０ｎｍ／３００ｎｍを用いて、昭和真空社製のＥＢ蒸着機により蒸着し、リフトオフによりレジストを除去して形成した。
【００３５】
拡散律速型のエッチャントとしては、まず、クエン酸水溶液（５０ｗｔ％）についてクエン酸一水和物（関東化学製）を用いて調整し、クエン酸水溶液（５０ｗｔ％）／過酸化水素水（３０％：キシダ化学製）／水＝４／１／１００（質量比）で混合し、アンモニア水（２９％：関東化学製）によりｐＨを８．０に調整したものを使用した。恒温槽を用いて液温を２３℃に調整した後、素子を浸して５分間静置し、エッチングを行った。得られた素子の段差測定を行い、エッチングの選択性を評価した結果を表１に示す。
【実施例２】
【００３６】
エッチャントとして、クエン酸水溶液／過酸化水素水／水＝４／１／１００（質量比）で混合し、アンモニア水でｐＨを７．０に調整したものを用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作製し、評価した。得られた評価結果を表１に示す。
【実施例３】
【００３７】
エッチャントとして、コハク酸水溶液（５０ｗｔ％）／過酸化水素水／水＝４／１／１００（質量比）で混合し、アンモニア水でｐＨを８．０に調整したものを用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作製し、評価した。得られた評価結果を表１に示す。
［比較例１］
ＧａＡｓ基板５０上にｐｎ接合を形成し、バリア層４２を積層していないものを用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作製し、評価した。得られた評価結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2014060352.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、光電変換素子用半導体ウエハの製造方法及び光電変換素子の製造方法並びに光電変換素子用半導体ウエハ及び光電変換素子に関するもので、電界分布の面内均一性に優れるため、太陽電池、フォトダイオードや発光ダイオード又はその一部として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  光電変換素子用半導体ウエハ
１０  バスバー電極部
２０  フィンガー電極部
３０  出力端子
４０  半導体積層部
４１  光電変換部
４２  バリア層
４３  コンタクト層
５０  基板
６０  基板積層体
７０  裏面電極
８０  溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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