(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体太陽電池を製造するための化合物半導体太陽電池製造用積層体であって、
半導体基板上に、第１エッチングストップ層、および少なくとも１つのｐｎ接合を含む半導体積層体がこの順に配置されており、
前記半導体積層体は、前記第１エッチングストップ層と接する位置にコンタクト層を有し、
前記半導体基板と前記第１エッチングストップ層との間に、第３エッチングストップ層が配置されており、
前記第１エッチングストップ層および前記コンタクト層は、各々Ｖ族元素を含み、
前記第１エッチングストップ層に含まれる前記Ｖ族元素および前記コンタクト層に含まれる前記Ｖ族元素は同一種類であり、
前記第１エッチングストップ層がＡｌＡｓ層であり、
前記第３エッチングストップ層がＩｎＧａＰ層であり、
前記コンタクト層がＧａＡｓ層であり、
前記半導体基板がＧａＡｓからなる半導体基板である、化合物半導体太陽電池製造用積層体。
【請求項２】
前記第１エッチングストップ層および前記半導体積層体は、エピタキシャル成長層である、請求項１に記載の化合物半導体太陽電池製造用積層体。
【請求項３】
前記半導体基板と前記第１エッチングストップ層との間に、前記第１エッチングストップ層側から第２エッチングストップ層および前記第３エッチングストップ層がこの順に配置されている、請求項１または請求項２に記載の化合物半導体太陽電池製造用積層体。
【請求項４】
前記第２エッチングストップ層および前記第３エッチングストップ層は、エピタキシャル成長層である、請求項３に記載の化合物半導体太陽電池製造用積層体。
【請求項５】
前記第２エッチングストップ層がＧａＡｓ層である、請求項３または請求項４に記載の化合物半導体太陽電池製造用積層体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いて製造された化合物半導体太陽電池であって、前記半導体積層体を含む化合物半導体太陽電池。
【請求項７】
前記半導体積層体の前記コンタクト層と接する前記第１エッチングストップ層をエッチングすることによって構成される、請求項６に記載の化合物半導体太陽電池。
【請求項８】
半導体基板上に、第１エッチングストップ層を形成する工程と、
前記第１エッチングストップ層上に、少なくとも１つのｐｎ接合を含む半導体積層体を形成する工程と、
前記半導体積層体の前記第１エッチングストップ層から最も遠い位置に形成された化合物半導体層上に支持基板を配置する工程と、
前記第１エッチングストップ層をエッチングする工程と、を含み、
前記半導体積層体を形成する工程は、前記第１エッチングストップ層と接する位置にコンタクト層を形成する工程を含み、
前記第１エッチングストップ層を形成する工程は、前記半導体基板上に第３エッチングストップ層を形成する工程と、前記第３エッチングストップ層上に前記第１エッチングストップ層を形成する工程と、を含み、
前記第１エッチングストップ層および前記コンタクト層は、各々Ｖ族元素を含み、
前記第１エッチングストップ層に含まれる前記Ｖ族元素および前記コンタクト層に含まれる前記Ｖ族元素は同一種類であり、
前記第１エッチングストップ層がＡｌＡｓ層であり、
前記第３エッチングストップ層がＩｎＧａＰ層であり、
前記コンタクト層がＧａＡｓ層であり、
前記半導体基板がＧａＡｓからなる半導体基板である、化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記第１エッチングストップ層を形成する工程は、前記第３エッチングストップ層上に第２エッチングストップ層を形成する工程と、前記第２エッチングストップ層上に前記第１エッチングストップ層を形成する工程と、を含む、請求項８に記載の化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第１エッチングストップ層をエッチングする工程の前に、前記第３エッチングストップ層をエッチングする工程と、前記第２エッチングストップ層をエッチングする工程と、を含む、請求項９に記載の化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第１エッチングストップ層をエッチングする工程、前記第２エッチングストップ層をエッチングする工程、および前記第３エッチングストップ層をエッチングする工程の少なくとも１つの工程において、フッ化水素酸、クエン酸、および塩酸の群からなる酸のうち、少なくともいずれか１種を用いる、請求項１０に記載の化合物半導体太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体太陽電池製造用積層体、化合物半導体太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化合物半導体太陽電池を高効率化する（光電変換効率を高くする）方法として、半導体基板上に半導体基板と同程度の格子定数を有する化合物半導体層を成長させて複数個の化合物半導体光電変換セルを形成することによって、結晶性に優れた化合物半導体太陽電池を得る方法が用いられていた。
【０００３】
しかしながら、化合物半導体層を成長させるための主な半導体基板となるＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓまたはＩｎＰなどと同程度の格子定数を有し、さらには好適な禁制帯幅を有する化合物半導体光電変換セルを用いた化合物半導体太陽電池としては、ＧａＡｓ基板を用いたＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ化合物半導体太陽電池や、Ｇｅ基板を用いたＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓ／Ｇｅ化合物半導体太陽電池などに限られていた。
【０００４】
また、これらの化合物半導体太陽電池よりもさらに高効率化する方法として、ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ太陽電池に対し、３つ目の化合物半導体光電変換セルとして１ｅＶの禁制帯幅を有する化合物半導体光電変換セルを配置する方法もある。
【０００５】
しかしながら、ＧａＡｓと格子定数が同程度で、禁制帯幅が１ｅＶ程度の適当な化合物半導体が存在しない。ここで、ＧａＡｓと格子定数が約２．３％ずれているＩｎＧａＡｓは１ｅＶ程度の禁制帯幅を有しているが、ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ化合物半導体太陽電池の３つ目の化合物半導体光電変換セルとしてＩｎＧａＡｓを用いた場合には、ＧａＡｓ基板上に格子不整合系半導体を成長した後に格子整合系半導体を成長させることになるため、格子整合系半導体の結晶性が悪くなって、化合物半導体太陽電池全体の特性が悪化するおそれがある。
【０００６】
そこで、半導体基板上に半導体基板と格子定数が同等程度で、化合物半導体太陽電池の受光面が半導体基板側となるように化合物半導体層を成長させ、そこからバッファ層を介して半導体基板と格子定数が異なる化合物半導体層を成長させる方法が研究されている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００７】
すなわち、通常、化合物半導体太陽電池は、成長基板となる半導体基板の反対側に受光面が位置するように化合物半導体層を成長させて形成される（すなわち、受光面が化合物半導体層の成長方向に位置するように形成される）が、受光面が半導体基板側となるように化合物半導体層を成長させることによって、半導体基板と格子定数が同等程度の化合物半導体層からなる化合物半導体光電変換セルにおいては良好な結晶性が得られ、さらに半導体基板と格子定数が異なる格子不整合系の化合物半導体層からなる化合物半導体光電変換セルの特性も得られることから、高効率の化合物半導体太陽電池が得られる。
【０００８】
さらに、本発明者は、上記の成長基板となる半導体基板の受光面が半導体基板側となるように化合物半導体層を成長させる方法において、互いに隣り合うボトムセルとバッファ層との格子定数差比を制御することによって、さらに高効率化された化合物半導体太陽電池を製造する技術を開発している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１８２９５１号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】J.F.Geisz et al., “Inverted GaInP/GaAs/InGaAs triple-junction solar cells with low-stress metamorphic bottom junctions”,33th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、さらに特性の向上した化合物半導体太陽電池は現在も要望されており、さらなる技術の開発が求められている。
【００１２】
上記事情に鑑みて、本発明の目的は、特性の優れた化合物半導体太陽電池製造用積層体、化合物半導体太陽電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明の第１の態様は、化合物半導体太陽電池を製造するための化合物半導体太陽電池製造用積層体であって、半導体基板上に、第１エッチングストップ層、および少なくとも１つのｐｎ接合を含む半導体積層体がこの順に配置されており、半導体積層体は、第１エッチングストップ層と接する位置にコンタクト層を有し、第１エッチングストップ層およびコンタクト層は、同一種類のＶ族元素を含む、化合物半導体太陽電池製造用積層体である。
【００１４】
また、本発明の第２の態様は、化合物半導体太陽電池を製造するための化合物半導体太陽電池製造用積層体であって、半導体基板上に、第１エッチングストップ層、および少なくとも１つのｐｎ接合を含む半導体積層体がこの順に配置されており、半導体積層体は、第１エッチングストップ層と接する位置にコンタクト層を有し、第１エッチングストップ層およびコンタクト層は、各々Ｖ族元素を含み、第１エッチングストップ層に含まれるＶ族元素およびコンタクト層に含まれるＶ族元素は同一種類である、化合物半導体太陽電池製造用積層体である。
【００１５】
上記化合物半導体太陽電池製造用積層体において、第１エッチングストップ層および半導体積層体は、エピタキシャル成長層であることが好ましい。
【００１６】
上記化合物半導体太陽電池製造用積層体において、第１エッチングストップ層がＡｌＡｓ層であることが好ましい。
【００１７】
上記化合物半導体太陽電池製造用積層体において、半導体基板と第１エッチングストップ層との間に、第１エッチングストップ層側から第２エッチングストップ層および第３エッチングストップ層がこの順に配置されていることが好ましい。
【００１８】
上記化合物半導体太陽電池製造用積層体において、第２エッチングストップ層および第３エッチングストップ層は、エピタキシャル成長層であることが好ましい。
【００１９】
上記化合物半導体太陽電池製造用積層体において、第２エッチングストップ層がＧａＡｓ層であり、第３エッチングストップ層がＩｎＧａＰ層であることが好ましい。
【００２０】
上記化合物半導体太陽電池製造用積層体において、コンタクト層がＧａＡｓ層であること好ましい。
【００２１】
本発明の第３の態様は、上記化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いて製造された化合物半導体太陽電池であって、半導体積層体を含む化合物半導体太陽電池である。
【００２２】
上記化合物半導体太陽電池は、半導体積層体のコンタクト層と接する第１エッチングストップ層をエッチングすることによって構成されることが好ましい。
【００２３】
本発明の第４の態様は、半導体基板上に、第１エッチングストップ層を形成する工程と、第１エッチングストップ層上に、少なくとも１つのｐｎ接合を含む半導体積層体を形成する工程と、半導体積層体の第１エッチングストップ層から最も遠い位置に形成された化合物半導体層上に支持基板を配置する工程と、第１エッチングストップ層をエッチングする工程と、を含み、半導体積層体を形成する工程は、第１エッチングストップ層と接する位置にコンタクト層を形成する工程を含み、第１エッチングストップ層およびコンタクト層は、同一種類のＶ族元素を含む、化合物半導体太陽電池の製造方法である。
【００２４】
また、本発明の第５の態様は、半導体基板上に、第１エッチングストップ層を形成する工程と、第１エッチングストップ層上に、少なくとも１つのｐｎ接合を含む半導体積層体を形成する工程と、半導体積層体の第１エッチングストップ層から最も遠い位置に形成された化合物半導体層上に支持基板を配置する工程と、第１エッチングストップ層をエッチングする工程と、を含み、半導体積層体を形成する工程は、第１エッチングストップ層と接する位置にコンタクト層を形成する工程を含み、第１エッチングストップ層およびコンタクト層は、各々Ｖ族元素を含み、第１エッチングストップ層に含まれるＶ族元素およびコンタクト層に含まれるＶ族元素は同一種類である、化合物半導体太陽電池の製造方法である。
【００２５】
上記化合物半導体太陽電池の製造方法において、第１エッチングストップ層を形成する工程は、半導体基板上に第３エッチングストップ層を形成する工程と、第３エッチングストップ層上に第２エッチングストップ層を形成する工程と、第２エッチングストップ層上に第１エッチングストップ層を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００２６】
上記化合物半導体太陽電池の製造方法において、第１エッチングストップ層をエッチングする工程の前に、第３エッチングストップ層をエッチングする工程と、第２エッチングストップ層をエッチングする工程と、を含むことが好ましい。
【００２７】
上記化合物半導体太陽電池の製造方法において、第１エッチングストップ層をエッチングする工程、第２エッチングストップ層をエッチングする工程、および第３エッチングストップ層をエッチングする工程の少なくとも１つの工程において、フッ化水素酸、クエン酸、および塩酸の群からなる酸のうち、少なくともいずれか１種を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、特性に優れた化合物半導体太陽電池製造用積層体、化合物半導体太陽電池、およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態１の化合物半導体太陽電池製造用積層体の一例の模式的な断面構成図である。
【図２】図１の化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いた化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面構成図である。
【図３】化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面構成図である。
【図４】化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程のさらに他の一部を図解する模式的な断面構成図である。
【図５】化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程のさらに他の一部を図解する模式的な断面構成図である。
【図６】化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程のさらに他の一部を図解する模式的な断面構成図である。
【図７】化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程のさらに他の一部を図解する模式的な断面構成図である。
【図８】製造される化合物半導体太陽電池の一例の模式的な断面構成図である。
【図９】実施形態２の化合物半導体太陽電池製造用積層体の一例の模式的な断面構成図である。
【図１０】図９の化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いた化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面構成図である。
【図１１】化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面構成図である。
【図１２】実施例１の化合物半導体太陽電池を製造するための化合物半導体太陽電池製造用積層体の模式的な断面構成図である。
【図１３】実施例１の化合物半導体太陽電池の模式的な断面構成図である。
【図１４】比較例１の化合物半導体太陽電池を製造するための化合物半導体太陽電池製造用積層体の模式的な断面構成図である。
【図１５】実施例１および比較例１の各化合物半導体太陽電池の電流−電圧特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明者らは、特許文献１の技術についてさらに研究を進めたところ、所望の変換効率の得られない化合物半導体太陽電池が製造される場合があり、このため、化合物半導体太陽電池の歩留まりが低い傾向にあることが分かった。そこで、この歩留まりの低下の原因について鋭意検討を進めたところ、以下のことが原因であることを突き止めた。
【００３１】
すなわち、特許文献１の技術において、成長基板となる半導体基板上に、ＩｎＧａＰからなるエッチングストップ層が形成され、該エッチングストップ層と接するように、化合物半導体太陽電池を構成するコンタクト層が形成される。半導体基板上にエッチングストップ層をエピタキシャル成長させる際には、半導体基板が配置されたＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置内に、ＰＨ3（ホスフィン）ガスを含む混合ガスが導入される。エッチングストップ層上にコンタクト層をエピタキシャル成長させる際には、同ＭＯＣＶＤ装置内に、ＡｓＨ3（アルシン）ガスを含む混合ガスが導入される。
【００３２】
このため、ＭＯＣＶＤ装置内において、ＰＨ3ガスを含む混合ガスからＡｓＨ3ガスを含む混合ガスに切り替えを行う必要があるが、この切り替えの際に、両ガスが混在する状態が存在し、これによって、エッチングストップ層とコンタクト層との界面に、意図しない変性層が形成されてしまうことがわかった。このような変性層は、Ｉｎ、ＧａなどのＩＩＩ族元素と、Ａｓ、ＰなどのＶ族元素との組成が急激に変化する混晶領域であると考えられた。この変性層がコンタクト層の界面に存在することにより、コンタクト層とコンタクト層上に形成される金属層との接触が阻害され、これによって、化合物半導体太陽電池内の直列抵抗が増加し、結果的に、所望の変換効率を得ることができない。
【００３３】
そこで、本発明者らは、上記のような変性層の形成を抑制することに着目して鋭意検討を進め、本発明を完成するに至った。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、本明細書において、化合物の化学式において化合物を構成する元素の組成比が記載されておらず、その組成について特に言及されていないものについては、その組成比は特に限定されず、適宜設定することが可能であることを意味している。
【００３５】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１の化合物半導体太陽電池製造用積層体の一例の模式的な断面構成図である。この化合物半導体太陽電池製造用積層体において、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１００（たとえば直径１００ｍｍ）上に、ｎ型ＩｎＧａＰからなる第３エッチングストップ層１０１（たとえば厚さ０．０５μｍ〜０．３μｍ）、ｎ型ＧａＡｓからなる第２エッチングストップ層１０２（たとえば厚さ０．３μｍ〜０．７μｍ）、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層１０３（たとえば厚さ０．０１μｍ〜０．１μｍ）、および半導体積層体１０がこの順に連続するように配置されている。
【００３６】
半導体積層体１０は、第１エッチングストップ層１０３と接する側から、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０４（たとえば厚さ０．３μｍ〜１．０μｍ）、ｎ型ＡｌＩｎＰからなる窓層１０５（たとえば厚さ０．０１μｍ〜０．０５μｍ）、トップセル１１（たとえば厚さ０．５μｍ〜１．０μｍ）、ｐ型ＡｌＩｎＰからなるＢＳＦ（Back Surface Field）層１０８（たとえば厚さ０．０３μｍ〜０．１μｍ）、ｐ+ＩｎＧａＰ層１０９（たとえば厚さ０．０１５μｍ〜０．０４μｍ）、トンネル接合層２１、ｎ+ＡｌＩｎＰ層１１２（たとえば厚さ０．０１５μｍ〜０．０４μｍ）、ｎ型ＡｌＩｎＰからなる窓層１１３（たとえば厚さ０．０１μｍ〜０．０５μｍ）、ミドルセル１２（たとえば厚さ２．０μｍ〜５．０μｍ）、ｐ型ＩｎＧａＰからなるＢＳＦ層１１６（たとえば厚さ０．０５μｍ〜０．２μｍ）、ｐ+ＩｎＧａＰ層１１７（たとえば厚さ０．０２μｍ〜０．０７μｍ）トンネル接合層２２（たとえば厚さ０．０５μｍ〜０．２μｍ）、およびｎ+ＡｌＩｎＰ層１２０（たとえば厚さ０．０１５μｍ〜０．０４μｍ）、ｎ型ＩｎＧａＰからなるバッファ層１２１（たとえば厚さ２．０μｍ〜３．０μｍ）、ｎ型ＩｎＧａＰからなる窓層１２２（たとえば厚さ０．０５μｍ〜０．１５μｍ）、ボトムセル１３（たとえば厚さ２．０μｍ〜５．０μｍ）、ｐ型ＩｎＧａＰからなるＢＳＦ層１２５（たとえば厚さ０．１μｍ〜０．３μｍ）、およびｐ型ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層１２６（たとえば厚さ０．３μｍ〜０．８μｍ）がこの順序で積層されている。
【００３７】
トップセル１１は、窓層１０５上に積層されたｎ型ＩｎＧａＰからなるエミッタ層１０６（たとえば厚さ０．０３μｍ〜０．１μｍ）と、その上に積層されたｐ型ＩｎＧａＰからなるベース層１０７（たとえば厚さ０．４μｍ０．９μｍ）との接合体である。ミドルセル１２は、窓層１１３上に積層されたｎ型ＩｎＧａＰからなるエミッタ層１１４（たとえば厚さ０．０５μｍ〜０．１５μｍ）と、その上に積層されたｐ型ＧａＡｓからなるベース層１１５（たとえば厚さ２．０μｍ〜５．０μｍ）との接合体である。ボトムセル１３は、窓層１２２上に積層されたｎ型ＩｎＧａＡｓからなるエミッタ層１２３（たとえば厚さ０．０５μｍ〜０．１５μｍ）と、その上に積層されたｐ型ＩｎＧａＡｓからなるベース層１２４（たとえば厚さ２．０μｍ〜５．０μｍ）との接合体である。トップセル１１、ミドルセル１２およびボトムセル１３は、それぞれ１つのｐｎ接合を有している。
【００３８】
なお、ボトムセル１３を構成する化合物半導体層、ミドルセル１２を構成する化合物半導体層およびトップセル１１を構成する化合物半導体層の順にバンドギャップが大きくなっている。また、窓層１２２の格子定数およびエミッタ層１２３の格子定数は、ベース層１２４の格子定数と同等程度であることが好ましい。
【００３９】
トンネル接合層２１は、ＢＳＦ層１０８側から、ｐ++ＡｌＧａＡｓ層１１０（たとえば厚さ０．０１μｍ〜０．０３μｍ）およびｎ++ＩｎＧａＰ層１１１（たとえば厚さ０．０１μｍ〜０．０３μｍ）がこの順序で積層された構成を有している。また、トンネル接合層２２は、ＢＳＦ層１１６側から、ｐ++ＡｌＧａＡｓ層１１８（たとえば厚さ０．０１μｍ〜０．０３μｍ）およびｎ++ＩｎＧａＰ層１１９（たとえば厚さ０．０１μｍ〜０．０３μｍ）がこの順序で積層された構成を有している。
【００４０】
以下に、上記化合物半導体太陽電池製造用基板の製造方法の一例について説明する。
まず、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１００をＭＯＣＶＤ装置内に設置し、この半導体基板１００上に、ＧａＡｓと選択エッチングが可能なｎ型ＩｎＧａＰからなる第３エッチングストップ層１０１、ｎ型ＧａＡｓからなる第２エッチングストップ層１０２およびｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層１０３をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる。
【００４１】
次に、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層１０３上に、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０４、ｎ型ＡｌＩｎＰからなる窓層１０５、ｎ型ＩｎＧａＰからなるエミッタ層１０６、およびｐ型ＩｎＧａＰからなるベース層１０７をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる。エミッタ層１０６およびベース層１０７により、トップセル１１が構成される。
【００４２】
次に、ｐ型ＩｎＧａＰからなるベース層１０７上に、ｐ型ＡｌＩｎＰからなるＢＳＦ層１０８、ｐ+ＩｎＧａＰ層１０９、ｐ++ＡｌＧａＡｓ層１１０、ｎ++ＩｎＧａＰ層１１１、およびｎ+ＡｌＩｎＰ層１１２をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる。ｐ++ＡｌＧａＡｓ層１１０およびｎ++ＩｎＧａＰ層１１１により、トンネル接合層２１が構成される。
【００４３】
次に、ｎ+ＡｌＩｎＰ層１１２上に、ｎ型ＡｌＩｎＰからなる窓層１１３、ｎ型ＩｎＧａＰからなるエミッタ層１１４、およびｐ型ＧａＡｓからなるベース層１１５をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる。エミッタ層１１４およびベース層１１５により、ミドルセル１２が構成される。
【００４４】
次に、ｐ型ＧａＡｓからなるベース層１１５上に、ｐ型ＩｎＧａＰからなるＢＳＦ層１１６、ｐ+ＩｎＧａＰ層１１７、ｐ++ＡｌＧａＡｓ層１１８、ｎ++ＩｎＧａＰ層１１９、およびｎ+ＡｌＩｎＰ層１２０をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる。ｐ++ＡｌＧａＡｓ層１１８およびｎ++ＩｎＧａＰ層１１９により、トンネル接合層２２が構成される。
【００４５】
次に、ｎ+ＡｌＩｎＰ層１２０上に、ｎ型ＩｎＧａＰからなるバッファ層１２１、ｎ型ＩｎＧａＰからなる窓層１２２、ｎ型ＩｎＧａＡｓからなるエミッタ層１２３、ｐ型ＩｎＧａＡｓからなるベース層１２４、ｐ型ＩｎＧａＰからなるＢＳＦ層１２５、およびｐ型ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層１２６をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる。エミッタ層１２３およびベース層１２４により、ボトムセル１３が構成される。
【００４６】
なお、各化合物半導体層の導電型は、リン（Ｐ）などのｎ型の不純物を含ませることによってｎ型とすることができ、ホウ素（Ｂ）などのｐ型の不純物を含ませることによってｐ型とすることができる。
【００４７】
ここで、ＩｎＧａＰからなる化合物半導体層は、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）およびＰＨ3の各ガスを用いることによって、ＧａＡｓからなる化合物半導体層は、ＡｓＨ3およびＴＭＧの各ガスを用いることによって、ＡｌＩｎＰからなる化合物半導体層の形成には、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＩおよびＰＨ3の各ガスを用いることによって、それぞれエピタキシャル成長させることができる。また、ＡｌＧａＡｓからなる化合物半導体層は、ＴＭＡ、ＴＭＧ、およびＡｓＨ3の各ガスを用いることによって、ＩｎＧａＡｓからなる化合物半導体層は、ＴＭＩ、ＴＭＧ、およびＡｓＨ3の各ガスを用いることによって、ＡｌＡｓからなる化合物半導体層は、ＴＭＡおよびＡｓＨ3の各ガスを用いることによって、それぞれエピタキシャル成長させることができる。
【００４８】
したがって、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層１０３を形成した後に、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０４を形成する際、ＭＯＣＶＤ装置内のガスは、エッチングストップ層１０３を形成するためのＴＭＡおよびＡｓＨ3から、コンタクト層１０４を形成するためのＴＭＧおよびＡｓＨ3に切り替えられることになる。すなわち、実質的に、ＴＭＡをＴＭＧに切り替えるのみで足りる。このため、第１エッチングストップ層１０３とコンタクト層１０４とを連続して形成する際に、従来のような、ＰＨ3ガスを含む混合ガスからＡｓＨ3ガスを含む混合ガスへの切り替えを行う必要がない。
【００４９】
このように、エッチングストップ層とコンタクト層とを連続して形成する際に、ＩＩＩ族元素供給用の原料ガスのみを切り替え、Ｖ族元素供給用の原料ガスを切り替えないことが、意図しない変性層の形成の要因となる原料ガスの混合を抑制するために重要であることを本発明者らは見出したのである。このため、第１エッチングストップ層１０３とコンタクト層１０４との界面での意図しない変性層の形成を抑制することができる。したがって、結果的に、特性の優れた化合物半導体太陽電池製造用基板を提供することができる。
【００５０】
次に、図２〜図８の断面構成図を参照して、図１に示す構成の化合物半導体太陽電池製造用基板を用いた、化合物半導体太陽電池の製造方法の一例について説明する。図２〜図７のそれぞれは、図１の化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いた化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程の各一部を図解する模式的な断面構成図であり、図８は、製造される化合物半導体太陽電池の一例の模式的な断面構成図である。
【００５１】
まず、図２に示すように、ｐ型ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層１２６の表面上に、たとえばＡｕ（たとえば厚さ０．１μｍ）／Ａｇ（たとえば厚さ３μｍ）の積層体からなる金属層２０２を、たとえば真空蒸着し、この金属層２０２の表面上に支持基板２０１を貼り付ける。支持基板２０１の材料は特に制限されず、たとえば、ポリイミドなどの有機材料を用いることができる。
【００５２】
次に、図３に示すように、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１００をアルカリ水溶液でエッチング除去する。アルカリ水溶液としては、たとえば、ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏを体積比で１：１：４で混合させた水溶液を用いることができる。
【００５３】
次に、図４に示すように、ｎ型ＩｎＧａＰからなる第３エッチングストップ層１０１を酸水溶液でエッチング除去する。酸水溶液としては、たとえば、塩酸（ＨＣｌ）：Ｈ2Ｏを重量比で９６：４で混合させた水溶液を用いることができる。ｎ型ＩｎＧａＰからなる第３エッチングストップ層１０１を塩酸水溶液でエッチング除去することは、ｎ型ＧａＡｓからなる第２エッチングストップ層１０２のエッチング速度が、第３エッチングストップ層１０１のエッチング速度と比較して十分に遅いため、第２エッチングストップ層１０２をエッチングすることなく、第３エッチングストップ層１０１をエッチング可能となる点で好ましい。
【００５４】
次に、図５に示すように、ｎ型ＧａＡｓからなる第２エッチングストップ層１０２を酸水溶液でエッチング除去する。酸水溶液としては、たとえば、クエン酸：Ｈ2Ｏを体積比で１：１で混合させたクエン酸水溶液を用いることができる。ｎ型ＧａＡｓからなる第２エッチングストップ層１０２をクエン酸水溶液でエッチング除去することは、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層１０３のエッチング速度が、第２エッチングストップ層１０２のエッチング速度と比較して十分に遅いため、第１エッチングストップ層１０３をエッチングすることなく、第２エッチングストップ層１０２をエッチング可能となる点で好ましい。
【００５５】
次に、図６に示すように、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層１０３を酸水溶液でエッチング除去する。酸水溶液としては、たとえば、１０体積％のフッ化水素酸（ＨＦ）水溶液を用いることができる。ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層１０３をフッ化水素酸水溶液でエッチング除去することは、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０４のエッチング速度が、第１エッチングストップ層１０３のエッチング速度と比較して十分に遅いため、コンタクト層１０４をエッチングすることなく、第１エッチングストップ層１０３をエッチング可能となる点で好ましい。これにより、コンタクト層１０４の表面が露出する。
【００５６】
次に、図７に示すように、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０４上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成した後、コンタクト層１０４の一部をアルカリ水溶液を用いてエッチング除去する。次に、真空蒸着装置を用いて、たとえばＡｕＧｅ（１２％）(たとえば厚さ０．１μｍ)／Ｎｉ(たとえば厚さ０．０２μｍ)／Ａｕ(たとえば厚さ０．１μｍ)／Ａｇ(たとえば厚さ５μｍ)の積層体からなる電極層２０３を形成する。
【００５７】
次に、図８に示すように、たとえばＴｉＯ2膜およびＡｌ2Ｏ3膜の積層体からなる反射防止膜２０４を窓層１０５の表面上に形成する。次に、支持基板２０１を取り除く。
【００５８】
これにより、化合物半導体太陽電池の受光面が化合物半導体の成長方向と反対側に位置する図８に示す構成の化合物半導体太陽電池を得ることができる。この化合物半導体太陽電池は、コンタクト層１０４とその上に形成された電極層２０３との間に変性層が存在しないため、コンタクト層１０４と電極層２０３との接触の阻害を抑制することができる。このため、従来の化合物半導体太陽電池と比較して、電気特性に優れている。
【００５９】
特に、本実施形態において、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層ＡｌＡｓとｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１００との間に、ｎ型ＧａＡｓからなる第２エッチングストップ層１０２、ｎ型ＩｎＧａＰからなる第３エッチングストップ層１０１が配置された化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いて製造される。これにより、結果的に、製造される化合物半導体太陽電池の直列抵抗を従来よりも小さくすることができる。その理由を、特許文献１の技術（従来の技術）と対比して以下に説明する。
【００６０】
すなわち、従来の技術では、成長基板となる半導体基板上に、ＩｎＧａＰからなるエッチングストップ層が形成され、該エッチングストップ層と接するように、化合物半導体太陽電池を構成するコンタクト層が形成される。半導体基板上にエッチングストップ層をエピタキシャル成長させる際には、半導体基板が配置されたＭＯＣＶＤ装置内に、ＰＨ3ガスを含む混合ガスが導入される。エッチングストップ層上にコンタクト層をエピタキシャル成長させる際には、同ＭＯＣＶＤ装置内に、ＡｓＨ3ガスを含む混合ガスが導入される。
【００６１】
このため、従来の技術では、ＭＯＣＶＤ装置内において、ＰＨ3ガスを含む混合ガスからＡｓＨ3ガスを含む混合ガスに切り替えを行う必要があるが、この切り替えの際に、両ガスが混在する状態が存在し、これによって、エッチングストップ層とコンタクト層との界面に、意図しない変性層が形成されてしまう。
【００６２】
上記変性層は、ＩｎＧａＰからなるエッチングストップ層のエッチングを行なう酸水溶液、またはＧａＡｓからなるコンタクト層のエッチングを行なうアルカリ水溶液のいずれによってもエッチングが困難なため、従来の技術では、その後の工程でコンタクト層上に電極層の形成を行った際、変質層が電極層とコンタクト層の界面に存在することになる。変質層の存在によってコンタクト層と電極層との接触が阻害されることにより、化合物半導体太陽電池内の直列抵抗が増加し、結果的に、所望の変換効率を得ることができない。
【００６３】
これに対し、本実施形態１によれば、第１エッチングストップ層１０３とコンタクト層１０４との間に変質層が形成されることがない。このため、所望のキャリア濃度を有するコンタクト層１０４と、電極層２０３との接触が阻害されること無く、両層が直接均一に接触することができる。したがって、結果的に、製造される化合物半導体太陽電池の直列抵抗を小さくすることができる。
【００６４】
＜実施形態２＞
図９は、実施形態２の化合物半導体太陽電池製造用積層体の一例の模式的な断面構成図である。この化合物半導体太陽電池製造用積層体は、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１００（たとえば直径１００ｍｍ）上に、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層３０１（たとえば厚さ０．０１μｍ〜０．１μｍ）、および半導体積層体１０がこの順に連続するように配置されている以外は、実施形態１の化合物半導体太陽電池製造用積層体と同様の構成である。このため、その構造の説明は繰り返さない。
【００６５】
また、この化合物半導体太陽電池製造用積層体の製造方法は、半導体基板１００上に、ＧａＡｓと選択エッチングが可能なｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層３０１をＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる以外は、実施形態１の化合物半導体太陽電池製造用積層体の製造方法と同様である。このため、その製造方法の説明は繰り返さない。
【００６６】
本実施形態においても、第１エッチングストップ層３０１とコンタクト層１０４とを連続して形成する際に、ＴＭＡをＴＭＧに切り替えるのみで足りる。このため、第１エッチングストップ層１０３とコンタクト層１０４とを連続して形成する際に、従来のような、ＰＨ3ガスを含む混合ガスからＡｓＨ3ガスを含む混合ガスに切り替えを行う必要がない。このため、第１エッチングストップ層３０１とコンタクト層１０４との界面での意図しない変性層の形成を抑制することができる。したがって、結果的に、特性の優れた化合物半導体太陽電池製造用基板を提供することができる。
【００６７】
次に、図１０、図１１、図６〜８の断面構成図を参照して、図９に示す化合物半導体太陽電池製造用基板を用いた、化合物半導体太陽電池の製造方法の一例について説明する。図１０、図１１、図６および図７のそれぞれは、図９の化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いた化合物半導体太陽電池の製造方法の一例の製造工程の各一部を図解する模式的な断面構成図であり、図８は、製造される化合物半導体太陽電池の一例の模式的な断面構成図である。
【００６８】
まず、図１０に示すように、ｐ型ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層１２６の表面上に、実施形態１と同様に、金属層２０２を形成し、この金属層２０２の表面上に支持基板２０１を貼り付ける。
【００６９】
次に、図１１に示すように、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１００を酸水溶液でエッチング除去する。酸水溶液としては、たとえば、クエン酸：Ｈ2Ｏを体積比で１：１で混合させたクエン酸水溶液を用いることができる。
【００７０】
次に、図６に示すように、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層３０１を酸水溶液でエッチング除去する。酸水溶液としては、たとえば、実施形態１と同様に、１０体積％のフッ化水素酸水溶液を用いることができる。
【００７１】
ここで、実施形態１では、半導体基板１００をアルカリ水溶液でエッチング除去しているが、実施形態２において、半導体基板１００のエッチング除去をアルカリ水溶液で行なうと、半導体基板１００を除去する際に、ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層３０１およびＧａＡｓからなるコンタクト層１０４もエッチングされてしまう。すなわち、実施形態２において、半導体基板１００をアルカリ水溶液でエッチング除去する場合、第１エッチングストップ層３０１がそのエッチングストップ層としての機能を果たさなくなる。このため、実施形態２では、半導体基板１００をクエン酸水溶液を用いてエッチング除去する。ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層３０１はクエン酸水溶液によってエッチング除去されないため、もって、エッチングストップ層として機能することができる。
【００７２】
次に、実施形態１と同様に、図７に示すように、コンタクト層１０４の表面上に電極層２０３を形成し、さらに、図８に示すように、窓層１０５の表面上に反射防止膜２０４を形成し、支持基板２０１を取り除く。
【００７３】
これにより、化合物半導体太陽電池の受光面が化合物半導体の成長方向と反対側に位置する図８に示す構成の化合物半導体太陽電池を得ることができる。この化合物半導体太陽電池は、コンタクト層１０４とその上に形成された電極層２０３との間に変性層が存在しないため、コンタクト層１０４と電極層２０３との接触の阻害を抑制することができる。このため、結果的に、従来の化合物半導体太陽電池と比較して、電気特性に優れている。
【００７４】
特に、実施形態２において、１層のエッチングストップ層を有する化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いて化合物半導体太陽電池を製造することができるため、実施形態１と比較して、エッチング除去の工程を少なくすることができ、もって、製造工程を簡略化することができる。
【００７５】
また、実施形態２において、第１エッチングストップ層３０１を酸水溶液（たとえば、１０質量％のフッ化水素酸水溶液）を用いて、エピタキシャルリフト（ＥＬＯ）法によって第１エッチングストップ層３０１の側面よりエッチングしてもよい。この場合、第１エッチングストップ層３０１と半導体基板１００とを同時に除去することができ、さらに製造工程を簡略化することができる。
【００７６】
実施形態２における上記以外の説明は、実施形態１と同様であるため、その説明については省略する。
【実施例】
【００７７】
＜実施例１＞
≪化合物半導体太陽電池製造用積層体の作製≫
図１２に示す化合物半導体太陽電池製造用積層体を作製した。
【００７８】
具体的には、まず、図１２に示すように、直径１００ｍｍのｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板４００をＭＯＣＶＤ装置内に設置し、この半導体基板４００上に、厚さ１５０ｎｍのｎ型ＩｎＧａＰからなる第３エッチングストップ層４０１、厚さ５００ｎｍのｎ型ＧａＡｓからなる第２エッチングストップ層４０２、および厚さ３０ｎｍのｎ型Ａｌ0.5Ａｓ0.5からなる第１エッチングストップ層４０３をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させた。
【００７９】
次に、第１エッチングストップ層４０３上に、厚さ５００ｎｍのｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層４０４、厚さ５０ｎｍのｎ型ＡｌＩｎＰからなる窓層４０５、厚さ５０ｎｍのｎ型Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐからなるエミッタ層４０６、厚さ６５０ｎｍのｐ型Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐからなるベース層４０７、および厚さ５０ｎｍのｐ型ＡｌＩｎＰからなるＢＳＦ層４０８をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させた。なお、エミッタ層４０６およびベース層４０７により、トップセル４１が構成された。
【００８０】
次に、ＢＳＦ層４０８上に、厚さ５０ｎｍのｐ+Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ層４０９、厚さ２０ｎｍのｐ++ＡｌＧａＡｓ層４１０、厚さ２０ｎｍのｎ++Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ層４１１、および厚さ５０ｎｍのｎ+ＡｌＩｎＰ層４１２をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させた。ｐ++ＡｌＧａＡｓ層４１０およびｎ++Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ層４１１により、トンネル接合層５１が構成された。
【００８１】
次に、ｎ+ＡｌＩｎＰ層４１２上に、厚さ１００ｎｍのｎ型ＡｌＩｎＰからなる窓層４１３、厚さ１００ｎｍのｎ型Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐからなるエミッタ層４１４、厚さ３０００ｎｍのｐ型ＧａＡｓからなるベース層４１５、および厚さ１００ｎｍのｐ型Ｉｎ0.48Ｇａ0.52ＰからなるＢＳＦ層４１６をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させた。エミッタ層４１４およびベース層４１５により、ミドルセル４２が構成された。
【００８２】
次に、ＢＳＦ層４１６上に、厚さ５０ｎｍのｐ+Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ層４１７、厚さ２０ｎｍのｐ++ＡｌＧａＡｓ層４１８、厚さ２０ｎｍのｎ++ＩｎＧａＰ層４１９、および厚さ５０ｎｍのｎ+ＡｌＩｎＰ層４２０をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させた。ｐ++ＡｌＧａＡｓ層４１８およびｎ++Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ層４１９により、トンネル接合層５２が構成された。
【００８３】
次に、ｎ+ＡｌＩｎＰ層４２０上に、厚さ３０００ｎｍのｎ型ＩｎxＧａ1-xＰ（Ｘ＝０．４８〜０．８２）からなるバッファ層４２１、厚さ１００ｎｍのｎ型ＩｎＧａＰからなる窓層４２２、厚さ１００ｎｍのｎ型ＩｎＧａＡｓからなるエミッタ層４２３、厚さ３０００ｎｍのｐ型ＩｎＧａＡｓからなるベース層４２４、厚さ１００ｎｍのｐ型ＩｎＧａＰからなるＢＳＦ層４２５、および厚さ４００ｎｍのｐ型ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層４２６をこの順にＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させた。エミッタ層４２３およびベース層４２４により、ボトムセル５３が構成された。
【００８４】
これにより、図１２に示す化合物半導体太陽電池製造用積層体が作製された。なお、各化合物半導体層の導電型は、各化合物半導体層にリン（Ｐ）を含ませることによってｎ型とし、ホウ素（Ｂ）を含ませることによってｐ型とした。
【００８５】
≪化合物半導体太陽電池の作製≫
次に、図１２に示す化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いて、図１３に示す化合物半導体太陽電池を作製した。
【００８６】
具体的には、まず、図１２に示す化合物半導体太陽電池製造用積層体におけるｐ型ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層４２６の表面上に、Ａｕ（厚さ０．１μｍ）／Ａｇ（厚さ３μｍ）の積層体からなる金属層５０２（図１３参照。）を真空蒸着し、この金属層５０２の表面上にポリイミドからなる支持基板を貼り付けた。
【００８７】
次に、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板４００を、ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏを体積比で１：１：４で混合させたアルカリ水溶液を用いてエッチング除去し、ｎ型ＩｎＧａＰからなる第３エッチングストップ層４０１を１００％の塩酸水溶液を用いてエッチング除去した。さらに、ｎ型ＧａＡｓからなる第２エッチングストップ層４０２をクエン酸：Ｈ2Ｏを体積比で１：１で混合させたクエン酸水溶液を用いてエッチング除去し、その後、ｎ型ＡｌＡｓからなる第１エッチングストップ層４０３を１０体積％のフッ化水素酸水溶液を用いてエッチング除去した。
【００８８】
次に、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層４０４上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成した後、コンタクト層４０４の一部をアルカリ水溶液を用いてエッチング除去し、残されたコンタクト層４０４の表面上に再度フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成した。そして、真空蒸着装置を用いて、ＡｕＧｅ（１２％）(厚さ０．１μｍ)／Ｎｉ(厚さ０．０２μｍ)／Ａｕ(厚さ０．１μｍ)／Ａｇ(厚さ５μｍ)の積層体からなる電極層５０３（図１３参照。）を形成した。
【００８９】
次に、ＥＢ蒸着法により、ＴｉＯ2膜およびＡｌ2Ｏ3膜の積層体からなる反射防止膜５０４をｎ型ＡｌＩｎＰからなる窓層４０５に形成した。さらに、支持基板を取り除いた。
【００９０】
これにより、化合物半導体太陽電池の受光面が化合物半導体の成長方向と反対側に位置する図１３に示す構成の化合物半導体太陽電池が作製された。
【００９１】
＜比較例１＞
≪化合物半導体太陽電池製造用積層体の作製≫
図１４に示す化合物半導体太陽電池製造用積層体を作製した。
【００９２】
具体的には、まず、図１４に示すように、直径１００ｍｍのｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板４００をＭＯＣＶＤ装置内に設置し、この半導体基板４００上に、厚さ１５０ｎｍのｎ型Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐからなるエッチングストップ層４３０をＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させた。エッチングストップ層４３０上に形成される半導体積層体の構成およびその作製方法は実施例１と同様であったため、その説明は繰り返さない。
【００９３】
≪化合物半導体太陽電池の作製≫
次に、図１４に示す化合物半導体太陽電池製造用積層体を用いて、図１３に示す化合物半導体太陽電池を作成した。
【００９４】
具体的には、まず、図１４に示す化合物半導体太陽電池製造用積層体におけるｐ型ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層４２６の表面上に、Ａｕ（厚さ０．１μｍ）／Ａｇ（厚さ３μｍ）の積層体からなる金属層５０２を真空蒸着により形成し、この金属層５０２の表面上にポリイミドからなる支持基板を貼り付けた。
【００９５】
次に、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板４００を、ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏを体積比で１：１：４で混合させたアルカリ水溶液を用いてエッチング除去し、ｎ型Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐからなるエッチングストップ層４３０を塩酸（ＨＣｌ）：Ｈ2Ｏを重量比で９６：４で混合させた水溶液を用いてエッチング除去した。
【００９６】
次に、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層４０４上に、実施例１と同様の方法により、ＡｕＧｅ（１２％）(厚さ０．１μｍ)／Ｎｉ(厚さ０．０２μｍ)／Ａｕ(厚さ０．１μｍ)／Ａｇ(厚さ５μｍ)の積層体からなる電極層５０３（図１３参照）および反射防止膜５０４（図１３参照）を形成し、さらに、支持基板を取り除いた。
【００９７】
これにより、化合物半導体太陽電池の受光面が化合物半導体の成長方向と反対側に位置する図１３に示す構成の化合物半導体太陽電池が作製された。
【００９８】
＜評価＞
実施例１において作製された化合物半導体太陽電池と、比較例１において作製された化合物半導体太陽電池とのそれぞれの電流−電圧特性を測定した。なお、電流−電圧特性は、ソーラーシミュレータ光（ＡＭ１．５、エネルギ密度１００ｍＷ／ｃｍ2、２５℃環境下）を用いて測定した。
【００９９】
図１５は、実施例１および比較例１の各化合物半導体太陽電池の電流−電圧特性を示すグラフである。グラフ中の実線が実施例１の化合物半導体太陽電池の電流−電圧特性を示しており、点線が比較例１の化合物半導体太陽電池の電流−電圧特性を示している。
【０１００】
図１５に示されるように、実施例１の化合物半導体太陽電池と、比較例１の化合物半導体太陽電池において、短絡電流（Ｉｓｃ）および開放電圧（Ｖｏｃ）については、大きな差はみられなかったが、曲線因子（Ｆ．Ｆ）について、実施例１の化合物半導体太陽電池のほうが優れていることがわかった。これは、コンタクト層４０４と金属層５０３との接触性に関し、実施例１の化合物半導体太陽電池のほうが優れていたためと考えられる。また、実施例１において、エッチングストップ層を３層としたことによって、太陽電池の直列抵抗が小さくなったことも起因していると考えられる。
【０１０１】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、化合物半導体太陽電池製造用積層体、化合物半導体太陽電池、および化合物半導体太陽電池の製造方法に利用できる可能性がある。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  半導体積層体、１１，４１  トップセル、１２，４２  ミドルセル、１３，４３  ボトムセル、２１，２２，５１，５２  トンネル接合層、１００，４００  半導体基板、１０１，４０１  第３エッチングストップ層、１０２，４０２  第２エッチングストップ層、１０３，４０３  第１エッチングストップ層、４３０  エッチングストップ層、１０４，１２６，４０４，４２６  コンタクト層、１０５，１１３，１２２，４０５，４１３，４２２  窓層、１０６，１１４，１２３，４０６，４１４，４２３  エミッタ層、１０７，１１５，１２４，４０７，４１５，４２４  ベース層、１０８，１１６，１２５，４０８，４１６，４２５  ＢＳＦ層、１０９，１１７，４０９，４１７  ｐ+ＩｎＧａＰ層、１１０，１１８，４１０，４１８  ｐ++ＡｌＧａＡｓ層、１１１，１１９，４１１，４１９  ｎ++ＩｎＧａＰ層、１１２，１２０，４１２，４２０  ｎ+ＡｌＩｎＰ層、２０１  支持基板、２０２，５０２  金属層、２０３，５０３  電極層、２０４，５０４  反射防止膜。
【図１】
0005758257.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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