(57)【要約】基板を加工するための方法のいくつかの例を開示する。特定の具体化において、この方法は以下、すなわち、基板の第1の領域に対して、第1の領域において粒界をもつ少なくとも１種の結晶が第2の領域で別の結晶を形成することなく形成されるように、複数の第1の粒子を導入することであり、第2の領域は第1の領域に隣接するもの、および第1の領域において形成された少なくとも1種の結晶の粒界を、複数の第1の粒子の導入の停止後に、第2の領域に延ばすことを含みうる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材をアモルファス相において調製するための方法であって、以下の
基材の第１の領域に対して、第１の領域において粒界をもつ少なくとも１種の結晶が第２の領域で別の結晶を形成することなく形成されるように、複数の第１の粒子を導入することであり、第２の領域は第１の領域に隣接するもの、および
第１の領域において形成された少なくとも１種の結晶の粒界を、複数の第１の粒子の導入の停止後に、第２の領域に延ばすこと
を含む方法。
【請求項２】
第１の領域は基材の１部分である、請求項１の方法。
【請求項３】
第１の領域は基材の上側に最も近く、および粒界を第２の領域にまで延ばすことにはその境界を基材の下側の方へ延ばすことが含まれる、請求項１の方法。
【請求項４】
第１の領域は基材の下側に最も近く、および粒界を第２の領域にまで延ばすことにはその境界を基材の上側の方へ延ばすことが含まれる、請求項１の方法。
【請求項５】
領域は上側および下側の表面から離れて間隔をあけられ、および粒界を第２の領域にまで延ばすことにはその境界を基材の上側および下側の方へ延ばすことが含まれる、請求項１の方法。
【請求項６】
第１の領域において少なくとも１種の結晶は固相核形成によって形成される、請求項１の方法。
【請求項７】
粒界を第２の領域にまで延ばすことは、固相エピタキシャル再成長を介して達成される、請求項１の方法。    
【請求項８】
さらに以下の
第１の領域の少なくとも１部分をアモルファスにするために、複数の第２の粒子を第１の領域の少なくとも１部分に導入すること
を含む、請求項１の方法。
【請求項９】
アモルファス化された部分は基材の上側表面に隣接し、基材は複数の結晶を含み、および複数の結晶は垂直方向に沿って延びる粒界をもつ、請求項７の方法。
【請求項１０】
粒界を延ばすことは、炉アニーリング、高速熱アニーリング（ＲＴＡ）、フラッシュランプアニーリング、およびレーザーアニーリングの１種によって実行される、請求項１の方法。
【請求項１１】
粒界を第２の領域にまで延ばすことは、粒子アシスト成長によって実行される、請求項１の方法。    
【請求項１２】
粒子アシストアニーリングには、複数の第３の粒子を第２領域に導入することが含まれる、請求項１１の方法。
【請求項１３】
粒子アシストアニーリングには、さらに第３の粒子のエネルギーを調節することが含まれる、請求項１２の方法。
【請求項１４】
第３の粒子のエネルギーを調節することには、第３の粒子のエネルギーを増やすことが含まれる、請求項１３の方法。  
【請求項１５】
基材はＦＰＤワークピース（製作品）のＳｉ層であり、ＦＰＤワークピースは絶縁層上で配置されたＳｉ層を含む、請求項１の方法。
【請求項１６】
基材が太陽電池パネルである、請求項１の方法。
【請求項１７】
第１の粒子は第１の領域に５×１０１４の粒子／ｃｍ２秒またはそれより大きい密度比で導入される、請求項１の方法。
【請求項１８】
第１の粒子は集束粒子線として第１の領域に導入される、請求項１の方法。
【請求項１９】
焦束粒子線は第１の断面端部から第２の断面端部まで減少する断面密度プロファイルをもつ、請求項１８の方法。    
【請求項２０】
第１の粒子は分子イオンを含む、請求項１の方法。
【請求項２１】
第１の粒子はクラスター粒子を含む、請求項１の方法。
【請求項２２】
第１の粒子は陽子または重陽子を含む、請求項１の方法。
【請求項２３】
第１の粒子は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、およびＲｎからなる群より選ばれる１またはそれよりも多くの種を含む、請求項１の方法。
【請求項２４】
第１の粒子はＧｅである、請求項１の方法。
【請求項２５】
第１の領域はＳｉを含み、および第１の粒子は、ＣおよびＧｅからなる群より選ばれる１またはそれよりも多くの種を、第１の領域を応力領域（stressed region）に変換するために含む、請求項１の方法。
【請求項２６】
第１の領域は、グループＩＶ元素から選ばれる物質を含み、および第１の粒子は、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、およびＢｉからなる群より選ばれる１またはそれよりも多くの種を、第１の領域の電気特性を変化させるために含む、請求項１の方法。
【請求項２７】
第１の領域は、グループＩＶ元素から選ばれる物質を含み、および第１の粒子は、Ｙｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、およびＡｌからなる群より選ばれる１種またはそれよりも多くの種を、第１の領域のバンドギャップ特性を変化させるために含む、請求項１の方法。
【請求項２８】
第１の領域は、グループＩＶ元素から選ばれる物質を含み、および第１の粒子は、Ｃ含有粒子、Ｓｉ含有粒子、Ｇｅ含有粒子、Ｆ含有粒子、Ｎ含有粒子、Ｈ含有粒子、Ｈｅ含有粒子、Ｓｎ含有粒子、およびＰｂ含有粒子からなる群より選ばれる１またはそれよりも多くの種を、第１の領域の電気特性の変化を防ぐために含む、請求項１の方法。
【請求項２９】
第１の領域は、グループＩＶ元素から選ばれる物質を含み、および第１の粒子は、金属粒子を、少なくとも１種の結晶が第１の領域において形成される速度を増加させるために含む、請求項１の方法。
【請求項３０】
金属粒子はＮｉ粒子を含む、請求項２９の方法。
【請求項３１】
さらに以下の
第１の粒子を第１の領域に導入するのに先立ち、基材の温度を変化させること
を含む、請求項１の方法。
【請求項３２】
温度を変化させることには、温度を低下させることを含む、請求項３１の方法。
【請求項３３】
第１の粒子は、第１の領域に、基材の上側表面と直角の角度で導入される、請求項１の方法。
【請求項３４】
第１の粒子は、第１の領域に、基材の上側表面と直角の角度以外の角度で導入される、請求項１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願  この出願は、“薄膜材料の粒子線アシスト修飾”という表題を付け、そして2008年11月12日付けで出願された同時係属の出願番号第12/269327号、および“薄膜材料の粒子線アシスト修飾”という表題を付け、そして2008年11月12日付けで出願された同時係属の出願番号第12/269276号に関する。各々の同時係属出願は、参照することによって全体として組み込む。
【０００２】
分野  本開示は、基材を加工するためのシステムおよび技術に、より一層詳しくは、基材結晶相を形成するためのシステムおよび技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景  フラットパネルディスプレー（FPD）および太陽電池のような未来技術の広範囲にわたり採用されることは、低コスト基材（基板、サブストレート）上で電気デバイスを製造する能力に依存する。FPDの製造において、典型的に低コストのフラットパネルディスプレー（FPD）のピクセル（画素）は、不活性な、ガラスの基材上で堆積されるアモルファス（非晶質、不定形）シリコンの薄い（-50nm厚さ）フィルム上で典型的に製造されうる薄膜トランジスタ（TFT）によって転換される。しかし、改善されたFPDsはピクセルTFTsがより一層良好に実行されることを必要とし、そしてパネル上へ直接高性能制御電子機器（回路）を製造することは有利である場合がある。1種の利点は、パネルおよび外部制御回路間の高価な、そして潜在的に信頼できない接続のための必要性を排除することにある場合がある。
【０００４】
目下のFPDsは、Siの層を含み、それは、低温堆積プロセス、たとえば、スパッタリング、蒸着（蒸発）、プラズマ化学気相成長法（PECVD）、または低圧化学気相堆積（LPCVD）プロセスのようなものを介してディスプレイのガラスパネル上に堆積される。そのような低温プロセスは望ましく、FPDを製造するのに用いるパネルがアモルファスである傾向があり、そしておよそ600℃のガラス転移温度をもつからである。600℃を超えて製造されるならば、パネルは不均一な、または平らでない構造または表面をもつかもしれない。石英（クォーツ）またはサファイヤパネルのようなより一層高い温度耐性ガラスパネルが存在する場合、しかし、そのようなガラスの高いコストは、それらの使用をはばむ。より一層のコスト削減は、より一層安価な、より一層低い温度耐性ガラスまたはプラスチックパネルを用いることができるならば可能であろう。
【０００５】
低温堆積プロセスは、しかし、最適なSi膜を産生しない。この技術で知られているように、固体Siは3つの普通の相をもち、すなわち、アモルファス、多結晶（poly-crystalline）、および単結晶の相である。Siが低温で堆積する場合、堆積されたSiフィルムはアモルファス相にある傾向をもつ。アモルファスSiフィルムに基づく薄膜トランジスタのチャネルは、多結晶Siまたは単結晶Siのフィルムのいずれかに関してそれらと比較して低い可動性をもつかもしれない。
【０００６】
多結晶または単結晶のSi層を得るために、パネルは、アモルファスSiフィルムが多結晶または単結晶のフィルムのいずれかに転換されるように、さらなるプロセスを経るかもしれない。多結晶Siフィルムを伴うパネルを得るために、パネルはエキシマーレーザーアニーリング（ELA）プロセスを受けるかもしない。ELAプロセスの例は、米国特許第5,766,989号明細書に更に詳細に見出すことができる。より一層大きな結晶を伴うパネルを得るために、パネルは逐次的横方向結晶化（Sequential Lateral Solidification）（“SLS”）プロセスとして知られるプロセスを受けることがある。SLSプロセスの例は、米国特許第6,322,625号明細書で見出すことができる。ELAおよびSLSプロセスは単結晶または多結晶のSi薄膜を伴うパネルをもたらす場合があるが、各プロセスは不利なしではない。たとえば、双方のプロセスで用いられるエキシマーレーザーは、操作するのに高価である場合があり、高価なTFTになる。そのうえ、負荷サイクルは、結晶質のSiへのアモルファスSiの最良の転換のために最適でないことがある。さらに、エキシマーレーザーは、プロセスの均一性に影響を及ぼすかもしれない送られた力における、パルス対パルスの変動（pulse-to-pulse variation）および空間的不均一性をもつかもしれない。たとえば、ビームの自己干渉によって引き起こされることがあるパルス内不均一性もあるかもしれない。そのようなパルス間およびパルス内不均一性は、不均一な結晶を伴うSiフィルムをもたらすことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第5,766,989号明細書
【特許文献２】米国特許第6,322,625号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それ自体、低温基材上の高品質結晶質の物質のコスト効果があり、および生産に値する製造のための粒子処理（加工）用の新しい方法および装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
概略  基材を加工するための方法のいくつかの例を明らかにする。特定の具体化において、方法は以下の、基材の第1の領域に対して、第1の領域において粒界をもつ少なくとも１種の結晶が第2の領域で別の結晶を形成することなく形成されるように、複数の第1の粒子を導入することであり、第2の領域は第1の領域に隣接するもの、および第1の領域において形成された少なくとも1種の結晶の粒界を、複数の第1の粒子の導入の停止後に、第2の領域に延ばすことを含みうる。
【００１０】
本開示を次に、添付の図面で示すように、その模範的な具体化に関してさらに詳細に説明する。本開示を以下に模範的な具体化を参照して説明するが、本開示がそれに制限されないことを理解すべきである。本明細書での教示にアクセスするこの技術における通常の知識の者は、追加の実現例、修飾、および具体化、ならびに他の使用の分野を認め、それはここに説明するように本開示の範囲内であり、そしてそれに関し、本開示は著しく有用であることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本開示のより一層十分な理解を促すために、次に添付の図面を参照し、そこでは類似の特長は類似の数字に関連する。これらの図は本開示を制限するものとして解釈されてはならず、模範的であることだけを意図する。
【図１】アモルファス物質が結晶質の物質に転換されうる種々のメカニズムのブロック図である。
【図２】本開示の1種の具体化によってSi基板に導入されるArイオンの深さのグラフを示す。
【図３】本開示の1種の具体化によって基板を加工するためのシステム（系）のブロック図を示す。
【図４】図3に示すシステムの特定の模範的なシステムのブロック図を示す。
【図５】本開示の別の具体化によって基板を加工するための別のシステムのブロック図を示す。
【図６】レーザービームまたは粒子線を照射された基板の温度を比較するグラフを示す。
【図７】本開示の別の具体化によって集束粒子線（focused particle beams）を照射された基板の温度のグラフを示す。
【図８】A-Bは本開示の別の具体化に従う太陽電池の製造に組み込むことができる方法を示す。
【図９】A-Cは本開示の別の具体化に従う太陽電池の製造に組み込むことができる別の方法を示す。
【図１０】A-Dは本開示の別の具体化に従う太陽電池の製造に組み込むことができる別の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
詳しい説明  上記に識別され、そして既存のレーザーを基にした薄膜材料処理の他の欠陥を克服するために、粒子を基にした処理のいくつか（5、6くらい）の具体化を明らかにする。粒子を基にした処理は有利である場合があり、それはそれが非平衡性プロセスを促進するかもしれないからである。そのうえ、粒子パラメーターは、レーザーのパラメーターよりも大いに高い精度でコントロールすることができる。粒子パラメーターの例には、空間的パラメーター（たとえば、ビームサイズおよび電流密度）、粒子束（および/またはビーム流）、粒子種、および粒子用量、その他が含まれる。
【００１３】
本開示において、いくつかの具体化を、文脈において、ビームラインイオン注入システムおよびプラズマを基にした基材処理システム、たとえば、プラズマアシスト（援助された）ドーピング（PLAD）システムまたはプラズマイマージョン（浸入）イオン注入（PIII）システムのようなものに対して明らかにする。しかし、この技術の通常の知識を有する者は、本開示が他のタイプの粒子を基にしたシステムを含む他のシステムに等しく適用できる場合があると認めるべきである。ここで用いる用語“粒子”は、サブ原子の（sub-atomic）、原子の、または分子粒子の、荷電した、または中性のものに言及することができる。たとえば、粒子は、陽子、イオン、原子、または分子、またはガスのクラスターであることができる。
【００１４】
本開示において、いくつかの具体化は、文脈において基材に対して説明する。基材は、ウエハー（例は、Siウエハー）または複数のフィルムを含む基材であることができる。そのうえ、基材は、1種の元素（例は、Siウエハーまたは金属箔）だけを含有する基本的な基材（elemental substrate）、1よりも多くの元素を含有する合成基材（例は、SiGe、SiC、InTe、GaAs、InP、GaInAs、GaInP；CdTe；CdS、そして（Cu、Agおよび/またはAu）と（Al、Ga、および/またはIn）および（S、Seおよび/またはTe）との組合せで、たとえば、CuInGaSe、CuInSe2のようなもの、他のグループIII-V半導体および他のグループII-VI化合物）、および/または合金基材でありうる。基材に含まれる物質は、金属、半導体、および/または絶縁体（例は、ガラス、ポリエチレンテレフタラート（PET）、サファイヤ、および石英）であることができる。さらに、基材は、複数の層（例は、SOI）を含有する薄膜基材であってよい。基材が複数の層を含む場合、層のうちの少なくとも1種は半導体性フィルムまたは金属性フィルムであってよいが、フィルムの別の1種は絶縁体であることができる。半導体または金属性のフィルムは、単一の絶縁フィルム上に配置することができ、あるいはまた、複数の絶縁フィルムの間に介在させることができる。逆に言えば、絶縁フィルムは、単一の半導体または金属性フィルム上に配置されることができ、または代わりに複数の半導体性または金属性フィルムまたは双方の間に介在させることができる。
相転換
【００１５】
薄いアモルファス層の結晶化のための最も迅速なメカニズムは、固相エピタキシャル再成長（SPER）である。SPERでは、アモルファスSiは、下にある、前から存在する、広範囲に及ぶ結晶層を延ばすことによって、結晶質のSiに変換することができる。このシナリオは、結晶Siウエハーの表面層のアニーリングの間、それがイオン注入によってアモルファス化（非晶質化）された後、一般的に遭遇する。本開示は、、アモルファス基材を加工することに関し、そこでは、前から存在する格子が広範囲に存在せず、そして相転換が結晶の成長に先立った結晶の核形成を介して起こる。図1を参照して、広範囲な前から存在する格子を伴わない物質が結晶相にアモルファス相から転換しうる種々のメカニズムのブロック図を示す。この技術で知られるように、結晶相は多結晶相または単結晶相に分類されうる。多結晶相は、時々さらに、結晶のサイズに応じて、異なるカテゴリー（たとえば、マルチ-、マイクロ-、ナノ-結晶質、その他）にさらに再分割されうる。しかし、そのような区別はこの開示の前後関係で重要でない場合があり、図1を説明するのに必要でなくてよい。したがって、これらの相は、結晶相として集合的にここに参照することができる。
【００１６】
図1に例証するように、アモルファス相から結晶相への相転換は種々のメカニズムを介して起こる場合がある。たとえば、転換は溶解および固化（凝結）メカニズム100aおよび固相結晶化（SPC）転換メカニズム100bを介して起こる場合がある。溶解および固化メカニズム100aおよびSPCメカニズムでは、転換は結晶の核形成および結晶の成長を介して起こる場合がある。SPERメカニズムでは、転換は広範囲な前に存在する結晶格子の上での成長によって起こる場合がある。
【００１７】
溶解および固化のメカニズム100aにおいて、放射の形態のエネルギー、熱、または機械的エネルギーは、アモルファス基材の1部分に導入することができ、およびその部分を溶かすかもしれない。溶解した領域の条件が核形成を誘導するのに十分である場合（たとえば、過冷却）、古典的な核形成論によって説明されるように、結晶は核になることがある。結晶は、2つのスキームを通して核になることができる。結晶は、前から存在する種子上で不均一に核になることがある。前から存在する種子は、エネルギーの導入の際に溶けなかった前から存在する結晶の粒界である場合がある。前から存在する種子はまた、溶融された領域および隣接した固体領域の間の境界であることができる。前から存在する種子が不存在であるなら、結晶は均一に核をなすことができる。核形成により、結晶は、成長が止められるまで成長することができる。
【００１８】
固相転換メカニズム100bにおいて、相転換は、溶解の不存在にもかかわらず起こる場合がある。たとえば、結晶はエネルギーを導入された領域において核をなすことができ、そして核形成の後に核にされた結晶の成長が続きうる。融解プロセスのケースでのように、SPCの間の核形成は、前から存在する種子が存在する場合、不均一に起こり、またはそのような種子が不存在である場合均一に起こりうる。
粒子アシスト（Particle Assisted）プロセス
【００１９】
本開示において、粒子は、相転換を誘導するために、基材に対して導入することができる。相転換は、アモルファス相から多結晶および/または単結晶の相のうちの1種までであることができる。そのうえ、相転換は、核形成および結晶の成長を介して起こることができる。転換を誘導するためには、粒子は、基材の上側表面、基材の下側表面、または上側および下側の表面の間の領域、またはその組合せの近くで導入することができる。基材が2つまたはそれよりも多くの異なる物質を含む場合、粒子は異なる物質のインターフェースの近くの領域に導入されうる。
粒子種
【００２０】
膨大なタイプの粒子は、相転換を誘導するために導入することができる。たとえば、基材に関して化学的および/または電気的に不活性である粒子を用いることができる。しかし、化学的および/または電気的に活性な物質も用いられうる。上記したように、粒子は荷電された、または中性のサブ（亜）原子粒子、原子の粒子、または分子粒子、またはそれらの組合せであることができる。若干の具体化において、分子粒子が好ましい。他の具体化において、クラスター粒子が好ましい。分子およびクラスター粒子は、それらが極めて高い用量およびエネルギーで基材に導入されうるので好ましいことがある。とりわけ、基材に導入される分子およびクラスター粒子は、衝撃により崩壊することがあり、そして粒子の機械的エネルギーは粒子の原子の原子量の比率で共有されうる。二重の衝突カスケードは、大いにより一層高い線量率での原子の粒子の導入に似た結果を達成することができる。それらのより一層大きな質量のため、分子粒子はまた、大いにより一層高いエネルギーで基材に導入することができる。インプランター（注入機）、PLADおよびPIIIにおける原子および分子種の生成は、この技術における熟練者（当業者）によく知られている。クラスター粒子の生成の詳しい説明は米国特許第5,459,326号明細書において見出すことができ、それを参照することによって全部として組み込む。
【００２１】
基材に導入される粒子の選定はまた、粒子の基材上での効果に依存しうる。若干の特徴および説明に役立つ例を、表1において示す。
【００２２】
【表１】
2011503882.tif 000003
【００２３】
深さおよびエネルギー
粒子を基材に対して導入するとき、粒子の機械的（運動）エネルギーは基材へ移されうる。移された機械的エネルギーの大きさは、粒子のサイズ、質量、およびエネルギーに依存しうる。たとえば、基材に導入された重イオンは、より一層軽いイオンよりもより多くの核阻止を経験しうる。粒子が核阻止メカニズムを介してそれらの機械的エネルギーを失うとき、そのメカニズムは、たとえば、ダングリングボンド、バカンシー（空き）およびジバカンシーのような欠陥を形成する傾向があり、それらの存在は結晶化プロセスを高めることができる。同時に、電子阻止を介して基材へ移される機械的エネルギーは、結晶化を引き起こしうる。
【００２４】
粒子のエネルギー、粒子配送の場所、および基材の特性（例は、基材の熱伝導率、熱容量および融解温度）に依存して、結晶の核形成は、基材の上側表面、基材の下側表面、上側および下側の表面の間の領域、または異なる物質のインターフェースの近くで開始されることがある。しかる後、相転換は、転換が開始された場所から離れた方向において続くことがある。
【００２５】
放射を基にした相転換とは違って、粒子導入を介して基材にデポ（堆積）されたエネルギーは、表面で、またはあるいは、表面の下でピークに達することができる。さらに、粒子は、恒常的なエネルギーで基材に導入されうる。あるいはまた、粒子は、様々なエネルギーで導入することができる。たとえば、粒子が導入される一方で、基材に導入された粒子のエネルギーは変化させることができる。エネルギーにおける変化は、連続的に、または順に起こることがある。ビーム線粒子システムが用いられる場合、粒子エネルギーは、加速または減速の電圧をここに記載するビーム線システムと関連して用いる粒子導入の間に、変化させることができる。PLAD、PIII、または他のプラズマを基にしたシステムが使われる場合、エネルギーは、基材に適用される電圧を変動させることによって導入の間に変えることができる。
【００２６】
図2を参照し、本開示の1種の具体化によれば、基材に導入された粒子の深さおよびエネルギーを示すグラフがある。本具体化において、ArイオンはSi薄膜に注入される。図2で示すように、線によってつながる点はArイオンの平均範囲を表し、および垂直（縦）エラーバーは深さにおけるストラグル（straggle、ばらばら）を表す。すべてのイオンの総範囲は、次いで平均範囲の合計にプラスしてストラグルの倍数（multiple）（1またはそれよりも多いもの）によって推定することができる。Arイオンが既知の深さのSiの表面層内で含まれることを要求される場合、最大エネルギーはこの曲線から推定することができる。挿入チャートは、主要なチャートの低いエネルギースケールのより一層大きな表現である。
空間的および時間的なプロファイル
【００２７】
エネルギーに加え、粒子の空間的および時間的プロファイルをコントロールすることができる。たとえば、粒子は粒子ビームとして導入することができ、そしてそのビームは一定の、または変動したビーム流密度をもつことができる（すなわち、予め定められた時間についての予め定められたエリアにおける粒子の数）。流れ密度は、粒子流および/またはビームサイズを変えることによって調節することができ、ドウェル（滞留）時間は、ビームおよび/または基材スキャン速度および/またはパルス長さをコントロールすることによって、そしてビーム負荷サイクル（例は、ビームパルスおよび/またはビームおよび/または基材がスキャンされる場合、ビームパルスまたは戻り時間の間の時間）である。
【００２８】
本開示において、粒子は連続的に、または周期的に順に基材に導入することができる。粒子を粒子ビームとして導入する場合、ビームは種々の形状をもつことができる。たとえば、粒子はリボンビームまたはスポットビームとして導入されうる。リボンビームは、リボン形状または1種の方向に沿ったビームの寸法が別の方向に沿ったものより大きい形状をもつことができる。そのようなリボンビームは、基材よりも広い場合があり、またあるいは、基材よりも狭い場合がある。スポットビームは、一方で、基材よりも少なな寸法をもつことができる。用いられる場合、スポットビームは、およそ100-1000Hzの率で磁気的、または静電的にのいずれでも、リボンビームに似せてスキャンすることができる。
【００２９】
ビームの断面が、リボンビームまたはスポットビームかどうかにかかわらず、基材の全体の表面エリアよりも小さく、そしてそれをカバーしないならば、ビームは基材に対して追加的にスキャンすることができる。たとえば、粒子が基材の全体の表面に導入されうるように、ビームは、幅方向および長さ方向に沿って、2つの方向に沿ってスキャンすることができる。本開示において、そのようなスキャンは、静止したビームと比較した長さおよび幅の方向に沿って基材を（平行）移動させることによって、または静止した基材と比較した長さおよび幅の方向に沿ってビームを移動させることによって達成しうる。ビームおよび/または基材の相対的なスキャンの速度の速度をコントロールすることによって、基材の相転換をコントロールすることができる。
【００３０】
加えて、基材に導入する粒子ビームは、焦束されたビームまたは焦束されてない（非集束）ビームであってよい。そのうえ、粒子ビームは、その横断面に沿って均一または不均一であることができる。たとえば、リボンビームより一層低い流れ密度、またはその逆をもつ後縁によって続けられるその先端で、より一層高い流れ密度をもつことがある。不均一なビームは他の強度プロファイルをもつことができる。不均一なビームが核形成プロセスおよび成長プロセスを高めうると考えられる。たとえば、不均一なビームは、核形成を開始するために強い先端をもつことができ、あまり強くない後縁が続く。たとえば、ビームの高密度部分は基材を溶かすことによって相転換を開始することができ、そしてビームの低い密度部分は溶融した領域の固化をコントロールすることによって転換の範囲を強めることができる。
【００３１】
さらに、1つよりも多いビームは、操作され、そして同時にか、または順にのいずれかで基材に導入することができる。1つよりも多くのビームが用いられる場合、ビームは一度に基板の全体の幅および/または長さに導入することができる。
方向
【００３２】
粒子アシスト相転換は、結晶成長および/または結晶形状を適応させる（orienting）際に、若干の利点をもつことができる。本開示において、粒子は種々の角度で基材に導入することができる。種々の角度での粒子の導入はビームと比較して基材を傾けることによって達成することができ、および/またはビームは基材と比較して傾けることができる。
【００３３】
１種の具体化において、粒子は基材に対して0°（すなわち、基材の表面と直角をなす）で導入しうる。0°導入された粒子は、FPDsにおいて電気伝導度を制限することがある粒界を選択的に破壊することがある｛200｝。あるいはまた、粒子は他の角度、たとえば、7°で導入することができる。
基材状態
【００３４】
粒子のパラメーターに加え、粒子の導入の前、その間、またはその後に、基材の状態を調整することができる。たとえば、基材の温度を調節することができる。1種の具体化において、たとえば、基材は、粒子の導入に先立ち、またはその間におよそ500℃まで加熱することができる。基材を加熱することは、粒子ビームに起因する熱衝撃を和らげることができる。そのうえ、基材を熱することは、より一層大きな結晶の形成を誘導することができる。たとえば、基材を熱することは、より一層遅い速度で冷却するために（この領域は主に基材中への伝導を通してそのエネルギーを解放することができるので）、粒子を導入された領域を引き起こすことができる。
【００３５】
基材が室温よりも下で冷却される場合、結晶化は高められうる。たとえば、基材は、およそ0℃からおよそ-100℃まで変動する温度に冷やすことができる。さらに、基材を冷やすことは、絶縁性フィルムの構造が不安定であるのを防ぐことができる。
【００３６】
粒子が基材に導入されるとき、基材は真空、または大気圧であってよい。減圧はイオン注入と通常関連したそれらのものより高くてよい（すなわち、10-4mbarより高い圧力）。
模範的なシステム
【００３７】
図3を参照し、本開示の1つの具体化によって基材（基板）を加工するために、模範的なシステム300のブロック図が示される。システム300は、ビーム線の粒子システム300であることができる。システム300は、イオン源302、引き出し（抽出）システム304、加速システム306、オプションのビーム操作構成要素308、および中和（無効化）システム310を含むことができる。そのうえ、システム300は、中和システム310と連通する端部ステーション312を含みうる。端部ステーション312は、ウインドウ314および1またはそれよりも多くの負荷ロック（loadlocks）316および318を含むことができる。端部ステーション312内で、基板322を支えるプラテンが置かれうる。そのうえ、1つまたはそれよりも多くの基板移動、冷却および/または加熱サブシステム324が端部ステーション312に配置されうる。
【００３８】
本開示で、イオン源302はBernas（ベルナス）タイプであることができ、傍熱陰極を有する。この技術の通常の知識を有する者は、イオン源302が他のタイプのイオン源である場合もあると認める。一方、引き出しシステム304は単一のスリット（切れ込み）、またあるいは、多重スリット抽出システム304であることができる。引き出しシステム304は、1つまたはそれよりも多くの直交方向において移すことができる場合がある。そのうえ、引き出しシステム304は、時間的に一定のビーム流を引き出すように設計される場合がある。そのうえ、引き出しシステム304は、連続的に、または断続的に粒子を引き出すことができる。引き出しシステム304はまた、望ましい空間および/または時間的なビームプロファイルを可能にするために、粒子ビームまたはビームレット（beamlets）を集中させることができる。引き出しシステム304によって引き抜かれる粒子ビームは、ほぼ80keVのエネルギーをもつことができる。
【００３９】
より一層高いエネルギーが必要とされる場合、システム300は粒子ビームを速めることができる加速システム306を含みうる。システム300は、ろ過し、スキャンし、および粒子ビームに対し粒子を形作るために、1つまたはそれよりも多くの追加の、オプションのビーム操作構成要素308を含むことができる。図4に図示されるように、システム300の特定の例、オプションのビーム操作構成要素308は、第1の磁石分析機406、第1の減速度（D1）ステージ408、第2の磁石分析機410、および第2の減速度および第2の減速度（D2）ステージ412を含むことができる。本開示では、第1の磁石分析機406、実質的に双極子の磁石は、望ましくない質量および/またはエネルギーの粒子が磁石分析機406を通過しないように、粒子の質量およびエネルギーに基づく粒子をろ過することができる。一方、第2の磁石分析機410、別の実質双極子の磁石は、望ましい形状（例は、リボン）および/または寸法をもつ粒子ビーム中に粒子を平行にするように構成することができる。粒子が望ましいエネルギーで基材に導入されることができるように、D1およびD2の減速度ステージ410および412を浸透する粒子のエネルギーを操作することができる。1種の具体化において、D1および/またはD2は、空間電荷効果を最小にし、そしてビームの空間的完全性を維持することができる分割レンズであることができる。
【００４０】
示していないが、ビーム操作構成要素はまた、ビームを焦束するために、1つまたはそれよりも多くの実質四重極の磁石またはアインツェルレンズも含みうる。さらに、ビーム操作構成要素はまた、ビームプロファイルの均一性をコントロールするために米国特許第6,933,507号および第5,350,926号明細書で記述されるような、磁気多重極またはロッドも含みうる。
【００４１】
図3を参照し、電荷中和システム310はまた、本具体化によって、基材322において電荷蓄積を減らすために含まれうる。電荷中和システム310はホットフィラメント、またはマイクロ波、rf（高周波）駆動タイプの1つまたはそれよりも多くのシステムである場合があり、米国特許出願11/376850で記述される。あるいはまた、電荷中和システム310は、電子源である場合がある。
【００４２】
端部ステーションにおいて、基材周りの環境は、たとえば、基材上で他の材料の堆積を防止するか、または結晶化プロセスを強めるために不動態化を促進するためにコントロールすることができる。環境をコントロールするために、端部ステーション312は、薄いホイルウインドウまたは差動的にポンプで送られる開口314、それを通して粒子は入ることができ、そして1つまたはそれよりも多くの負荷ロック316および318を含み、そしてそれを通して基材が収容されうる。負荷ロック316および318は、1つまたはそれよりも多くの差動的にポンプで送られたステージによって取り替えられることができ、それを通して基材が収容されうる。
【００４３】
端部ステーション312はまた、基材作動機構、冷却、および加熱サブシステム324を含むことができる。サブシステム324の例には、チラー（冷却装置）、熱源、いくつかの軸に沿った基材を移動/回転させることができるロプラト（roplat）を含みうる。チラーの特定の例は、米国特許出願番号第11/504,367号、第11/525,878号および第11/733,445号明細書で見出すことができ、それぞれを参照することによって全体として組み込む。熱源の特定の例は、レーザー、フラッシュランプ（ストロボ）、流体暖房装置を提供するプラテン、抵抗熱源、または米国特許出願第11/770,220号および第11/778,335号明細書に記載のものであることができ、それらの各々を参照することによって全体として組み込む。
【００４４】
プロセスおよび基材パラメーター/状態を監視するために1つまたはそれよりも多くのパラメーター/状態を測定する構成要素は、基材322の近くで含まれうる。そのような構成要素は、1つまたはそれよりも多くのコントローラーに連結されるかもしれず、そしてコントローラーは基材のパラメーター/状態および/または測定構成要素からの信号に基づく粒子をコントロールすることができる。
【００４５】
図5を参照し、本開示の別の具体化によって基材を加工するための別の模範的なシステムが示される。とりわけ、システム500はPLAD、PIIIシステム、または他のプラズマを基にした基材処理システムであることができる。PLADシステム500は、トップセクション（頂部区分）502および下側セクション504を含むチャンバー501を含みうる。トップセクション502は、概して水平方向において延びる第1誘電体セクションおよび概して垂直方向において延びる第2誘電体セクション508を含むことができる。1種の具体化において、各誘電体セクション506および508は、化学的に抵抗性であり、そして良好な熱的特性をもつセラミックであることができる。トップセクション502はまた、少なくとも1つまたはそれよりも多くのアンテナ510および512を含むことができる。1つまたはそれよりも多くのアンテナ510および512は、たとえば、水平アンテナ510および/または垂直アンテナ512であることができる。1種の具体化において、水平アンテナ510は並列巻きをもつ平面コイルであることができ、ところが、垂直アンテナ512は並列巻きの螺旋形コイルであることができる。アンテナ510および512のうちの少なくとも1つは、インピーダンス整合ネットワーク516を介して電源514に電気的につなぐことができる。
【００４６】
システム500の下側セクション504上で、プラテン520によって支持されるプラテン520および基板522は、トップセクション502下の予め定められた高さに置くことができる。しかし、またプラテン502および基板522は、トップセクション502に置くことができると考えられる。バイアス電圧電源524はDCへのプラテン520に電気的につなぐことができ、またはRFはプラテン520を偏らせる。
【００４７】
操作において、アンテナ510および512のうちの少なくとも1つは、電源514によって動かされるRFまたはDCであることができる。アンテナ510および512のうちの1種が動かされるRFまたはDCである場合、アンテナ510および512の他の1種は渦流のアンテナであることができる。アンテナ510および512の他の1種は、電源514に電気的につながらないので、渦流のアンテナでありうる。代わりに、アンテナ510および512の他の1つは、電源514で動かされるアンテナに、磁気的につながる。あるいはまた、アンテナ510および512の双方とも、RF流を伴う電源514によって動かされうる。しかる後、アンテナ510および512のうちの少なくとも1つは、第1および第2の誘電体セクション506および508を介してシステム500にRF電流を誘導する。RF電流によって誘導される電磁場は、システム500において含まれるガスがプラズマに変換することができる。一方、バイアス電圧電源524は、基板522にプラズマ中で荷電粒子を引きつけるよう、プラテン520を偏らせるかもしれません。システム500のさらなる詳細は、米特許出願連続番号第11/766984号明細書で見出すことができ、出願公開第2005/0205211号明細書、出願公開第2005/0205212号明細書、および出願公開第2007/0170867号明細書、それらの各々を参照することによって全体として組み込む。
オプションの構成要素
【００４８】
上述の構成要素に加えて、模範的なシステム300-500は、粒子供給源（例は、イオン源またはプラズマ）および基材の間で1つまたはそれよりも多くのマスクを随意に含むことができる。含まれる場合、マスクは選択的にカーボン（C）を基にした物質、Siを基にした物質（例は、SiC）、または耐火性金属、例は、WまたはTaのようなもの、含有する材料である場合がある。しかし、他の材料もまた用いることができる。そのようなマスクは、基材上でビーム入射の形状をコントロールするために、山形形状を含む種々の形状をもつ1つまたはそれよりも多くの開口をもちうる。
FPD 
【００４９】
下に、粒子によって誘導された相転換のいくつかの応用適用の説明を提供する。上記したように、粒子はアモルファスのものから結晶相まで相転換を誘導するために、薄膜基材のSi層中に導入することができる。明快さの目的のために、粒子によって誘発された相転換の比較を、ELAプロセスで行う。
【００５０】
本具体化において、粒子は、絶縁性フィルム上に配置されたおよそ500Åの厚さアモルファスのSiフィルムをもつFPDに向けられうる。絶縁性フィルムは、たとえば、およそ0.7mmの、石英、プラスチック、またはサファイヤの厚さをもつアモルファスガラスまたはCorning（コーニング）1737ガラスでありうる。しかし、この技術の通常の知識を有する者は、他のタイプの絶縁膜も使われるかもしれないと認めます。
【００５１】
ELAプロセスにおいて、単一のレーザーパルスは、長さ12ナノ秒のパルスで、360mJ/cm2のエネルギーパルスを送ることができる。これは、3×1010W/m2を出力密度と同等に考えられる。ArイオンビームがSiフィルムに向けられる場合、ビームは20keVのエネルギーをもちうる。そのようなエネルギーを伴い、指向されたArイオンのすべてが、Si層（図2参照）を超えて、基材を透過するというわけではないかもしれない。リボン形状のAr粒子ビームが使われる場合、ビームは高さ0.1mmによる幅300mmの寸法をもつとされるかもしれない。25mAのビーム電流を伴って、これは1.7×107W/m2の出力密度を意味する。
【００５２】
ELAプロセスにおいて、基材上でのレーザービーム入射は、Si層を1000℃に、アモルファスSiの融解温度の近くで加熱するかもしれない。入射により、レーザービームはSi層の少なくとも部分的な溶解を始めうる。Siのための熱の拡散係数は比較的高く、そして、室温で〜1cm2/秒および1400Kでの0.1cm2/秒の間で変動する。それゆえに、たとえレーザーエネルギーがSi表面の頂部の数nm（2、3nm）において吸収されるとしても、何らかの潜熱効果なしででも、非常に小さな温度勾配がSi層内にあるかもしれない。熱は、ガラスにSiから拡散することができる。ガラスのための拡散率は小さく（多数の（a large）温度範囲にわたり〜0.005cm2/s）、そしてそれで、多数の熱勾配が厚いガラス層を横切って存在しうる。図6において示されるモデルの結果は、ガラスがSiの0.1μm内でさえ、500℃より高くに達しないことを計算出する。
【００５３】
粒子ビームがより一層低い出力密度をもつもつので、Siフィルムを加熱するのに十分なエネルギーをデポするために必要な露出時間はレーザー（12ns）と比較して高いことがある（80ms）。そのうえ、粒子を介して基材にデポされる熱は熱伝導を介する絶縁（処理）に欠失されているかもしれず、より一層多くのエネルギーは十分にSiフィルムを加熱するために必要であるかもしれない。これらの仮定の下で、Siの50μm内の絶縁性フィルムは、600℃を超えて加熱することができる。それでも、これらの状態が許容されうるように、絶縁の十分な量はそのガラス転移（または融解）温度より上に加熱されないことがある。
【００５４】
リボンビームの高さが1mmまで増加された場合、Siフィルムを十分に加熱するためにおよそ2.4秒がかかるかもしれず、その時間で、ガラスの底のピーク温度が600℃に達することがある。この例は、図7における0.1mmのケースと比較して、ビームの出力密度をできるだけ高く保つ必要性を例示する。これは、ビームエリアをできるだけ小さく保つこと、ビーム流を増やすこと、および/またはビームエネルギーを増やすことによって達成されうる。イオン種の量もまた、増加させることができる。分子粒子ビームの使用は、それがより一層高いビームエネルギーの使用を許すので望ましい場合がある。同時に、より一層高いビームエネルギーは、追加の有害な結果で、たとえば、さもなければビーム電流を制限するかもしれない空間電荷破裂（blow-up）およびおよびビーム集束のようなものを減らすことができる。
【００５５】
粒子ビーム照射はアモルファス相において固体Siを保持することができ、溶解を1300Kで起きるのを可能にする。結晶質のSiは、1683Kまで溶けない。したがって、溶解が始まる前にアモルファスSiが結晶化を経るならば、より一層多くの出力は完全に材料を溶かすことを要求されうる。また、液体Siはレーザー放射の一部分を反映するかもしれず、そしてそれで、一旦Si表面が溶ける場合、Siのバルク中へのカップリングパワー（結合力）は困難なことがある。冷却および結晶化相中の粒子ビームの存在は、高品質物質の生産に影響を及ぼすことがある。
薄膜太陽電池
【００５６】
本開示において記載する粒子誘導された相転換はまた、薄膜太陽電池の製造にも適用されうる。この技術で知られるように、アモルファスSiは直接的なバンドギャップ物質であり、そして結晶質のSi、間接的バンドギャップ物質よりも効率的に光を吸収することができる。そのうえ、アモルファスSiは、結晶質のSiよりも多くの光を可視スペクトルにおいて吸収する。しかし、アモルファスSiは、より一層低い電気伝導度をもつ。そのように、アモルファスSiは、入射光を電流に転換するのが好ましいかもしれず、一方で、結晶質のSiは、発生する電流を移すのが好ましいかもしれない。したがって、太陽電池は、本具体化によって、結晶質のSiの別の層より上に、アモルファスSiの層をもつのが好ましい場合がある。可視光線での入射光は、アモルファスSiで光電流に効率的に変換されうる。アモルファス層（赤外線を含む）において変換されない光は、結晶質のSiにおいて光電流に変換されうる。
【００５７】
図8を参照し、本開示の別の具体化によって、基材を調製するのに組み込むことができるプロセスが示される。本具体化において、基材は結晶およびアモルファスの層を有する薄膜太陽電池であることができる。別の具体化において、基材は絶縁層（示さず）に配置されるFPDの半導電性層であることができる。図8Aに例示するように、アモルファスSi層802はガラス層（示さず）上に堆積することができる。Si層802は1.5μmの厚さをもつことができ、一方、ガラス層は3mmの厚さをもつことができる。予め定められた用量およびエネルギーをもつ粒子804は、次いでアモルファスSi層802に導入されうる。図8Bに例示するように、粒子804はSi層802の下側部分を結晶化させるために、アモルファスSi層802の上側部分の具体化を誘導することなく、Si層の表面の下に導入することができる。結果として生じる基材は、結晶Si層806上に堆積されたアモルファスSi層802をもつ太陽電池において用いることができる。
【００５８】
図9を参照し、本開示の別の具体化によって基材を調製することで組み込むことができるプロセスが示される。本具体化において、基材は結晶質の、およびアモルファスの層を有する薄膜太陽電池であることができる。別の具体化において、基材は絶縁層（示さず）上に配置されるFPDの半導電性層でありうる。図9Aに例示するように、アモルファスSi層902はガラス層（示さず）上に堆積することができる。しかる後、予め定められた用量およびエネルギーをもつ粒子904は、全体のSi層906（図9B）を結晶化するために、アモルファスSi層902に導入することができる。図9Cに例示するように、複数の粒子の第2の種908、エネルギー、および用量は、結晶質のSi層の表面の近くの層をアモルファス化するために、基材に導入することができる。結果として生じる太陽電池は、アモルファスの頂部のSi層904および結晶質の下側のSi層902をもつことができる。
【００５９】
図10を参照し、本開示の別の具体化によって基材を調製することにおいて組み込むことができるプロセスが示される。本具体化において、基材は結晶質の、およびアモルファスの層を有する薄膜太陽電池であることができる。別の具体化において、基材は絶縁層（示さず）上に配置されるFPDの半導電性層でありうる。図10Aに例示するように、アモルファスSi層1002はガラス層（示さず）上に堆積されるかもしれない。しかる後、予め定められた用量およびエネルギーをもつ粒子1004は、Si層1002（図10B）内でサブレイヤー（副層）1006を結晶化させるために、アモルファスSi層1002に導入することができる。図10BはサブレイヤーがSi層1002の上側表面の近くで配置されたことを例示するが、この技術の通常の知識を有する者は、サブレイヤー1006が、上側表面の近くで、下側表面の近くで、またはSi層1002の上側表面および下側表面の間でどこかに置くことができるのを認識するべきである。
【００６０】
結晶質のサブレイヤー1006を形成した後、サブレイヤー1006での結晶の1つまたはそれよりも多くのものは、全体のSi層1002を結晶化することができるまで、サブレイヤー1006から離れて成長させることができる。結晶は、炉アニーリング、迅速な熱的アニーリング（RTA）、フラッシュランプアニーリング、およびレーザーアニーリングのうちの1つを介して成長することができる。あるいはまた、結晶は粒子アシストアニーリングによって成長させることができる。たとえば、同じ、または別のタイプの粒子（示さず）は、予め定めた用量および/または別の予め定めたエネルギーを、基材の下側表面の方へ1またはそれよりも多くの結晶の粒界を延ばすために、結晶化されたサブレイヤーの下の領域に対してもつ。このプロセスでは、全体のSi層1002は、垂直方向において延びる粒界をもつ1またはそれよりも多くの結晶を含むことができる。本具体化ではまた、新しく結晶化されたSi層1006の1部分をアモルファス化するために、随意のアモルファス化ステップを含むことができる。たとえば、粒子1010は次いで、新しく結晶化されたSi層1002の少なくとも1部分（図10D）をアモルファス化し、アモルファスのサブレイヤー1012を形成するために、新しく結晶化されたSi層1002に導入することができる。本開示で、粒子を、新しい結晶質のSi層1002の粒子で、前のアモルファスSi層1002を結晶化させるために用いたものと同じ粒子に導入した。代わりに、新しい結晶質のSi層1002に導入された粒子は、前のアモルファスSi層1002を結晶化させるのに用いられたそれらのものとは異なることがある。上記のプロセスは、厚いアモルファスSi層を結晶化させるのに用いることができる。
【００６１】
粒子で誘導された相転換はまた、効率的な多結晶Si太陽電池を製造するのにも用いることができる。結晶の粒界は、ゲッタリング（残留ガス除去）不純物で、たとえば金属汚染物質のようなもののための効果的な部位でありうる。そのうえ、粒界は電荷担体の移動性のためのバリア（障壁）として働くことができ、キャリヤーが境界を通してトラベルするのが妨げられる。したがって、多重の結晶をもつ多結晶太陽電池は、このように、多重の粒界は、粒界が電荷担体の通路を横切って位置付けられる場合、比較的低い電気伝導度をもつことができる。多結晶太陽電池において、上側表面で生じる電流は接触エリアへ運搬されなければならず、それは概して、太陽電池の下側表面に位置付けられる。多結晶太陽電池での粒界が電荷担体の通路を横切って置かれる場合、太陽電池の効率は下げられるかもしれない。そのように、粒界を電荷担体の通路と比較して平行な仕方において配向された粒界をもつ多結晶太陽電池を製造することは、望ましい場合がある。
【００６２】
効率的な多結晶太陽電池を製造するために、アモルファスSi基材を調製がすることができる。しかる後、Si層の上側表面は結晶化されることができ、そして結晶は固相エピタキシャル再成長（SPER）につき下方に成長することができる。基材に送られる出力密度が最大にされることがないように、イオンエネルギーを選ぶことができる。これは、40から100kevまでの間でのエネルギーと対応するかもしれず、そこでは典型的なイオンビームシステムが最大のビーム電流をイオン源から引き出すことができ、そして空間電荷効果がビーム輸送および集束のために減らされる。そのようなイオンビームは、全部の層が結晶化されるまで、下方に順にSPERをシードすることができるシリコンの表面の近くで、結晶化を引き起こしうる。SPERが、ビームで誘導された結晶化ステップの一部として、または1つまたはそれよりも多くの炉、RTA、フラッシュランプ、レーザーまたは他のアニーリング方法を用いることができる更なるアニーリングステップにおいて起こりうる。結果として生じる基材は、垂直に延びる粒界をを有する結晶をもつと思われる。しかる後、第2の種の粒子、エネルギーおよび用量は、多結晶基材の表面の近くで層をアモルファス化するために基材に導入されうる。太陽電池は次いで、垂直に延びる多結晶Si層上のアモルファスSi層の構造をもつことができる。上記したように、そのような太陽電池は、より一層効率的に、放射エネルギーを電気エネルギーに変換し、および同時に、より一層効率的に変換される電気エネルギーを運搬すると思われる。
【００６３】
本開示において、境界のサイズおよび方向付けは、頂部層の結晶化をアシスト（援助）するのに用いられる粒子ビーム状態の選定によって影響されうる。リンは好ましい種であるかもしれないが、実際には良好なゲッター種であり、そして太陽電池のための一般に好まれるドーパントでありうる。注入の方向は、粒子配向に影響するように選ぶことができる。全部の活動層を埋め込むことができ、または表面層は、少ない空隙率しか有さない頂部結晶質表面をつくらないように埋め込むことができ、そして残りの基材はSPERによって再成長されうる。
【００６４】
ここで採用された用語および表現は、説明の条件として用いてあり、そして制限するものでなく、およびそのような用語および表現の使用において、示されて、また説明されたた特長の何らかの等価物（またはその部分）も除外する意図はなく、および種々の修飾が請求の範囲内で可能であることが認識される。他の修飾、変形、および代替物もまた可能である。したがって、前述の説明は例証としてだけのものであり、そして制限するように意味されない。請求されるものは、ここに詳述された何らかの特長である。
【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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【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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【国際調査報告】
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