(57)【要約】【課題】光電池（例えば、太陽電池、ソーラーパネル）および製造方法を提供する。【解決手段】本発明の装置は、第１の表面および第２の表面を含む光学的に透明な基板を有する。第１の表面領域および第２の表面領域を有する材料（例えば、半導体材料、単結晶材料）の第１の厚さが含まれる。好適な実施形態において、表面領域は光学的に透明な基板の第１の表面を覆う。この装置は、材料の厚さの第１の表面領域と光学的に透明な材料の第１の表面との間に備えられる光結合材料を有する。【選択図】図２３
2010503239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大規模注入プロセスを用いて光電池を製造するための方法であって、前記方法は、
タイル形状の半導体基板を提供する工程であって、前記タイル形状の半導体基板は、表面領域、劈開領域および前記表面領域と前記劈開領域との間に除去される材料の第１の厚さを有する工程、
高エネルギー注入プロセスを用いて前記劈開領域の近接内に実質的にプロトン様式で作用可能な複数の水素粒子を前記表面領域を通して導入する工程、
前記タイル形状の半導体基板の前記表面領域に基板の第１の表面領域を連結する工程であって、前記基板は、前記表面領域および第２の表面領域を含む工程、
前記半導体基板を劈開して、前記タイル形状の半導体基板から前記材料の第１の厚さを除去する工程、および
前記基板を覆う前記タイル形状によって特徴付けられた少なくとも材料の第１の厚さから太陽電池を形成する工程、を包含する、方法。
【請求項２】
前記表面領域を前記第１の表面領域に連結する工程の前に、前記表面領域および前記第１の表面領域をプラズマ活性化する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記連結する工程が、前記表面領域と前記第１の表面領域との間に光結合材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記光結合材料が、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化スズ、インジウムスズ酸化物、または二酸化チタンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記光結合材料が、誘電体スタックを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記材料の第１の厚さを覆う固相エピタキシープロセスを含む、半導体材料の第２の厚さを形成する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記材料の第１の厚さを覆うアモルファスシリコン層を形成する工程を含む、半導体材料の第２の厚さを形成する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アモルファスシリコン層を結晶化させる工程をさらに包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記材料の第１の厚さを覆うエピタキシャル成長プロセスを含む、半導体材料の第２の厚さを形成する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記エピタキシャル成長プロセスが、熱線ＣＶＤ、プラズマ助長ＣＶＤ、イオンビーム支援蒸着、および熱ＣＶＤエピタキシャル成長から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記半導体材料の第１の厚さが、単結晶シリコン材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記半導体材料の第１の厚さが、多結晶シリコン材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板が、ガラス基板または石英基板を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板が、酸化スズおよびインジウムスズ酸化物を含む導電性材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記材料の第１の厚さが１つまたは複数の光起電領域を含み、前記１つまたは複数の光起電領域が第１の電極および第２の電極を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記劈開が、制御された劈開プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記劈開が、熱劈開プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記タイル形状の半導体基板が、摂氏約２００℃〜８５０℃の間、または摂氏３００℃〜６００℃の間の温度範囲である間に、前記水素粒子の導入が起こる、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記劈開が、前記タイル形状の半導体基板の残存部分から前記材料の第１の厚さを解放するために開始プロセスおよび伝播プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記表面領域が、前記タイル形状の半導体基板の実質的に表面である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記表面領域が、覆っているマスキング層によって特徴付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記マスキング層が、前記表面領域の周囲にある、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記水素粒子が、Ｈ+様式で与えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記水素粒子が、Ｈ2+様式および／またはＨ3+様式で与えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記高エネルギー注入プロセスが、約３００ｋｅＶ〜２．１ＭｅＶの範囲のエネルギーで実質的に非質量選択Ｈ+を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記高エネルギーの実質的に非質量選択注入プロセスが、約３μｍ〜約５０μｍの範囲の適切な前記シリコン材料の第１の厚さを与える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記高エネルギー注入プロセスが、約２．１ＭｅＶ〜５ＭｅＶの範囲のエネルギーでＨ+を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記高エネルギー注入プロセスが、約５０μｍ〜約２２０μｍの範囲の前記シリコン材料の第１の厚さを与える、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記半導体材料の第１の厚さが、ハンドル基板の自立を与える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記タイル形状の半導体基板が、混入物質の同時注入を防ぐために覆っている誘電体層を含み、前記覆っている誘電体層がスクリーニング層として作用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記覆っている誘電体層が、二酸化ケイ素である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記覆っている誘電体層が、前記注入プロセス後に取り外される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記覆っている誘電体層が、前記注入プロセス後に取り外されない、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記材料の第１の厚さの前記表面領域が、裏基板に取り付けられて、前記材料の第１の厚さの裏面領域を露出する、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記裏基板が、前記材料の第１の厚さに仮に取り付けられる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記裏基板が、真空または静電手段を用いて前記材料の第１の厚さに仮に取り付けられる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記裏基板が、解放可能な接着剤を用いて前記材料の第１の厚さに仮に取り付けられる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記裏基板が、前記材料の第１の厚さに永久的に取り付けられる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
太陽電池を製造するための方法であって、前記方法は、
水素の注入によって表面下の劈開面に形成された主要な表面および複数のゲッタリングサイトまたは欠陥領域に垂直な格子方向を有する半導体基板を提供する工程、および
ビームからエネルギーを付与して、劈開面に破壊応力を与えて、自立膜を解放するために制御された劈開プロセスを実施する工程、を包含する方法。
【請求項４０】
注入される前記半導体基板表面に垂直な前記格子方向が、＜１００＞である、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
注入される前記半導体基板表面に垂直な前記格子方向が、＜１１０＞である場合、前記制御された劈開プロセスが、起こり得る劈開不良を減少させて起こる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
注入される前記半導体基板表面に垂直な前記格子方向が、＜１１０＞である、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
注入される前記半導体基板表面に垂直な前記格子方向が、＜１００＞である場合より、欠陥領域の複数のゲッタリングサイトを生じるための注入された水素の低い注入ドーズを必要とする、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記半導体基板に付与されたイオンビームからの熱が、前記破壊応力を与える、請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
前記イオンビームが、前記水素を含み、前記水素の注入が、前記ゲッタリングサイトまたは欠陥領域を生じる、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
熱エネルギーのビームが付与されて、前記破壊応力を前記半導体基板に与える、請求項３９に記載の方法。
【請求項４７】
前記熱エネルギーのビームが、レーザービームを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記熱エネルギーのビームからの熱が、前記破壊応力を与える前記劈開面の方向に温度勾配を生じる、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記熱ビームが、前記劈開面に沿った方向に走査される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
冷却プレートを付与して、前記劈開面に垂直な方向における温度勾配の非対称性を最小化する工程をさらに包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記熱エネルギーのビームからの熱が、前記劈開面に垂直な方向における温度勾配および相当する剪断力を生じ、前記剪断力が前記破壊応力を与える、請求項４６に記載の方法。
【請求項５２】
前記熱ビームが、液体層を負荷する前記半導体基板の表面に付与されて、前記熱ビームの付与によってプラズマの発生を生じるショック波が、水によって制限され、前記劈開面に方向付けられ、引張ひずみを与える、請求項４６に記載の方法。
【請求項５３】
前記液体層が、水を含む、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記表面が、前記第２の基板の表面を含む、請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
太陽電池を製造するための方法であって、前記方法は、
表面下の劈開面に形成された複数のゲッタリングサイトまたは欠陥領域を有する半導体基板を提供する工程、および
熱ビームからのエネルギーを前記半導体基板に付与して、前記劈開面に沿った方向に破壊応力を与え、制御された劈開プロセスを実施し、自立膜を解放する工程、を包含する方法。
【請求項５６】
前記劈開面に沿った劈開前部を伸張するための方向において前記熱ビームを走査する工程をさらに包含する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
太陽電池を製造するための方法であって、前記方法は、
表面下の劈開面に形成された複数のゲッタリングサイトまたは欠陥領域を有する半導体基板を提供する工程、および
熱ビームからのエネルギーを前記半導体基板に付与して、前記劈開面に垂直な方向に温度勾配および剪断力を与え、制御された劈開プロセスを実施して、自立膜を解放する工程、を包含する方法。
【請求項５８】
太陽電池を製造するための方法であって、前記方法は、
イオンビームを半導体基板に付与して、複数のゲッタリングサイトまたは欠陥領域を有する表面下の劈開面を形成する工程であって、前記イオンからの熱エネルギーは、温度勾配および破壊応力を生じ、それによって制御された劈開プロセスが実施され、自立膜を解放する工程、を包含する方法。
【請求項５９】
太陽電池を製造するための方法であって、前記方法は、
水の表面層および表面下の劈開面に形成された複数のゲッタリングサイトまたは欠陥領域を有する半導体基板を提供する工程、および
レーザーエネルギーを前記半導体基板に付与して、水層によって制限されたプラズマを発生させ、それによって前記プラズマからのショック波が、前記劈開面に破壊応力を与え、制御された劈開プロセスが実施され、自立膜を解放する工程、を包含する方法。
【請求項６０】
半導体材料のバルクインゴットまたはブール形態の再利用可能なドナー基板であって、前記再利用可能なドナー基板は、表面および複数の表面下のゲッタリングサイトまたは欠陥領域、最終基板に結合された前記再利用可能なドナー基板の前記表面を有する、再利用可能なドナー基板を含む、アセンブリ。
【請求項６１】
共通の最終基板に結合された複数の再利用可能なドナー基板をさらに含む、請求項６０に記載のアセンブリ。
【請求項６２】
前記最終基板が、入射光を透過する、請求項６０に記載のアセンブリ。
【請求項６３】
前記最終基板が、入射光を透過する、請求項６０に記載のアセンブリ。
【請求項６４】
前記表面に垂直な前記半導体材料の格子方向が、＜１００＞である、請求項６０に記載のアセンブリ。
【請求項６５】
前記表面に垂直な前記半導体材料の格子方向が、＜１１０＞である、請求項６０に記載のアセンブリ。
【請求項６６】
半導体材料のバルクインゴットまたはブールの形態の再利用可能なドナー基板の表面と連絡する真空中のイオン源であって、前記イオン源は、前記表面内に水素イオンを注入するように配置されて、複数の表面下のゲッタリングサイトまたは欠陥領域を生じるイオン源、を含むシステム。
【請求項６７】
前記表面に垂直な前記バルク半導体材料の格子方向が、＜１００＞である、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記表面に垂直な前記バルク半導体材料の格子方向が、＜１１０＞である、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６９】
前記表面を覆い、前記イオン源からのあらゆる混入物質を遮断するように配置されたスクリーニング層をさらに含む、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７０】
前記表面と接触して、前記注入によって前記バルク半導体材料から解放された自立層を制限するように配置された剛性プレートをさらに含む、請求項６６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
この暫定非仮特許出願は、２００６年９月８日に出願された米国仮特許出願第６０／８２５，０９５号明細書からの優先権を主張し、全ての目的のためにその全体が本明細書中に参照として援用される。
【０００２】
本発明に従う実施形態は、概して、光起電用途のための層転写技術を用いて太陽電池構造を製造するための方法および構造を含む技術に関する。しかし、本発明はより広い範囲の適用性があることが認識されるだろう。集積半導体素子、光素子、圧電素子、フラットパネルディスプレイ、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）、ナノテクノロジー構造、センサ、アクチュエータ、集積回路、生物学および生物医学装置などの３次元パッケージングなど、他の種類の応用にも適用することができる。
【背景技術】
【０００３】
太古から、人間はほとんど全ての有益なエネルギーを得ることを「太陽」に頼っている。このようなエネルギーは石油、光、木材および様々な形態の熱エネルギーによってもたらされる。単なる例であるが、人間は需要の大半を石炭やガスなどの石油資源に大幅に頼っている。残念なことに、このような石油資源は激減しており、他の問題を引き起こしている。代替として、部分的に、太陽エネルギーが石油資源への依存を減らすために提案されている。単なる例であるが、太陽エネルギーは一般にシリコンから作られる「太陽電池」によって得ることができる。
【０００４】
シリコン太陽電池は太陽からの太陽光にさらされると電力を発生する。日射はシリコンの原子と相互作用し、シリコン体のｐとｎにドーピングされた領域に移動してドーピングされた領域間に電位差および電流を発生させる電子とホールを形成する。用途によるが、太陽電池は効率を向上させるために集光素子を集積している。例としては、このような日射を活性光起電材料の一つまたは複数の部分に導く集光要素を用いて太陽光が集められ焦点が合わせられる。効率的ではあるが、これらの太陽電池は未だに多くの制限がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単なる例であるが、太陽電池はシリコンなどの出発材料に依存する。このようなシリコンは大抵ポリシリコンおよび／または単結晶シリコン材料のいずれかを用いて作られる。これらの材料は大抵製造するのが困難である。ポリシリコン電池は大抵ポリシリコンプレートを製造することによって形成される。これらのプレートは効果的に形成することができる一方、非常に効果的な太陽電池についての最適な性質を有さない。単結晶シリコンは高品位の太陽電池に適した性質を示す。しかし、このような単結晶シリコンは製造するのが高価で、有効でコスト効率の良い方法で太陽光を利用することもまた困難である。一般的に、薄膜太陽電池はより少ないシリコン材料を使うことによってより費用はかからないが、これらのアモルファスまたはポリ結晶構造は、単結晶シリコン基板から作られるより高価なバルクシリコン電池より効率が悪い。これらおよび他の制限は、本明細書を通じて、より詳細には下記から見つけることができる。
【０００６】
上述のことから、高品質で低いコストの大きい基板を製造するための技術が大変望まれていることがわかる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、光起電材料の製造に関する技術を提供する。より詳しくは、本発明は、光起電用途についての層転写技術を用いて太陽電池構造を製造するための方法および構造を含む技術を提供する。しかし、本発明はより広い範囲の適用性があることが認識されるだろう。集積半導体素子、光素子、圧電素子、フラットパネルディスプレイ、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）、ナノテクノロジー構造、センサ、アクチュエータ、集積回路、生物学および生物医学装置などの３次元パッケージングなどの他の応用にも適用することができる。
【０００８】
具体的な実施形態では、本発明は光電池（例えば太陽電池、ソーラーパネル）を製造するための方法を提供する。本方法は、表面領域、劈開領域およびその表面領域と劈開領域との間の除去される材料の第１の厚さを有する半導体基板を提供することを含む。本方法は、半導体基板の表面領域を光学的に透明な基板（ガラス、石英、プラスチック）の第１の表面領域に連結することを含む。具体的な実施形態では、光学的に透明な基板は第１の表面領域および第２の表面領域を含む。本方法はまた半導体基板を劈開して、半導体基板由来の材料の第１の厚さを除去するが、一方表面領域は第１の表面領域と連結したままであり、劈開表面領域の形成を引き起こすことを含む。例えば光起電用途において、材料の第１の厚さが十分な厚さを有する場合、転写された材料の第１の厚さは光吸収体層として使用することができる。材料の第１の厚さの厚さによるが、材料の第１の厚さは効果的な薄膜太陽電池について十分であり得る。具体的な実施形態では、材料の第１の厚さは、ソーイング（ｓａｗｉｎｇ）およびウェハリング（ｗａｆｅｒｉｎｇ）プロセスのような従来の方法を用いて作られた厚い基板の代わりの費用効率が高い代替物として十分な厚さであり得る。より薄い材料の厚さもまた、後に続くエピタキシャル成長プロセスのための単結晶テンプレートとして使用することができる。必要に応じて、本方法は、生じる半導体材料の厚さを形成させるために劈開表面領域を覆う半導体材料の第２の厚さを形成することを含む。
【０００９】
代替の具体的な実施形態では、本発明は光電池装置（例えば太陽電池、ソーラーパネル）を提供する。この装置は必要に応じて、第１の表面と第２の表面とを含む透明な基板を有する。第１の表面領域と第２の表面領域とを有する材料（例えば半導体材料、単結晶材料）の第１の厚さが含まれる。好適な実施形態では、表面領域は光学的に透明な基板の第１の表面を覆っている。この装置は、材料の厚さの第１の表面領域と光学的に透明な材料の第１の表面との間にある場合、光学的な連結材料（例えば、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、二酸化チタン、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または他の誘電体スタック形成材料、スピンオンガラス（ＳＯＧ）、あるいは他の適切な材料）を有する。
【００１０】
さらなる代替の具体的な実施形態では、本発明はマルチパス方法および構造を提供する。すなわち、本発明の構造は、１つまたは複数の光起電領域の活性領域の後方へ光の向きを変える反射面を有する。具体的な実施形態では、光はガラス基板および光起電領域を通り、光は電力に変換する。次いで、光起電領域を通っている光のいずれもが、光起電領域の１つまたは複数の部分に対する反射表面によって後方に反射される。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００１１】
本発明のさらに他の代替の実施形態では、本発明の方法および構造は、光を斜角に散乱／向きを変えるガラスまたはいくらかの他の材料の後部に１つまたは複数の光トラッピング構造（例えばプラスチックフレネルシート）を提供し、それによって、薄膜電池内の収集効果を向上させる。もちろん、他の変更、改変および代替があってもよい。
【００１２】
本発明に従う構造および方法の他の実施形態は、劈開材料を用いて作られた吸収体の１つまたは両方の表面上に表面処理エッチング（ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｅｘｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ  ｅｔｃｈ）を用いる光トラッピングを特徴とし得る。具体的なエッチング形式は、吸収体／表面構造についての能力を最大化するために使用される具体的な材料（すなわち結晶方位、単結晶または多結晶など）に従って設計されて、入ってくる光を吸収するその能力で均等拡散面に近づく。例えば、弱いファセッティングエッチング（ｆａｃｅｔｉｎｇ  ｅｔｃｈ）は（１１０）の結晶方位を最適化することができるが、一方、強いファセッティングエッチング（例えばＫＯＨを用いる）は、（１００）の結晶構造を最適化することができる。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００１３】
本発明を用いることにより、既存の技術を超えて多数の利点が達成される。具体的には、本発明は、具体的な実施形態に従うガラス基板上の薄い光起電性膜を優先的に劈開するために制御されたエネルギーおよび選択された条件を使用する。具体的な実施形態では、本方法および装置はガラス上に非常に高品質の光起動性材料を提供し、これはパッケージング材料の一部として使用することができる。好適な実施形態では、本方法および構造は、光電池を用いて効果的な電力を提供するための単結晶シリコンを提供する。具体的な実施形態では、本発明は厚い単結晶シリコン材料の層転写を提供し、これを光起電性領域の製造のために使用する。実施形態に依存して、これらの利点の１つまたは複数が達成され得る。これらおよび他の利点は本明細書全体およびより具体的には以下に記載され得る。
【００１４】
本発明は公知のプロセス技術に関連してこれらおよび他の利点を提供する。しかしながら、本発明の性質および利点のさらなる理解は、本明細書の後の部分および添付の図面を参照して理解され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態に従って、光起電材料の製造に関する技術が提供される。より具体的には、本発明は、光起電用途についての層転写技術を用いて太陽電池構造を形成するための方法および構造を含む技術を提供する。しかし、本発明はより広い範囲の適用性があることが認識されるだろう。集積半導体素子、光素子、圧電素子、フラットパネルディスプレイ、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）、ナノテクノロジー構造、センサ、アクチュエータ、集積回路、生物学および生物医学装置などの３次元パッケージングなどの他の応用にも適用することができる。
【００１６】
半導体基板上の光起電層を製造する方法は以下に簡潔にまとめられる。
１．タイル構造によって特徴付けられた表面領域、劈開領域およびその表面領域と劈開領域との間の除去される材料の第１の厚さを有する半導体基板を提供する；
２．半導体基板を光学的に透明な基板に配置する；
３．半導体基板の表面領域を光学的に透明な基板の第１の表面領域に連結する；
４．劈開領域の一部で制御された劈開作用を開始する；
５．半導体基板を劈開して半導体基板から材料の第１の厚さを除去するが、表面領域は第１の表面領域と連結したままであり、劈開表面領域の形成を引き起こす；そして
６．必要に応じて、劈開表面領域を覆う半導体材料の第２の厚さを形成して、生じる１つまたは複数の光起電領域を有する半導体材料の厚さを形成する；
７．少なくとも材料および光学的に透明な材料の第１の厚さから太陽電池を形成する；そして
８．所望の場合、他の工程を実施する。
【００１７】
上記の連続工程は本発明の実施形態に従う方法を提供する。示されるように、この技術は、光起電用途についての層転写技術を用いて太陽電池構造を形成するための方法および構造を含む。
【００１８】
本明細書の添付の特許請求の範囲を逸脱せずに、工程を付け加えたり、１つまたは複数の工程を取り除いたり、１つまたは複数の工程を異なる順序で提供する他の代替もまた提供することができる。例えば代替の実施形態に従って、工程４および工程５は逆の順序で実施することができ、まず劈開を行った後、劈開膜を透明な基板上に移動する。
【００１９】
あるいは、構造を形成させる他の方法であってもよい。つまり、構造がカバーガラスおよび他の適切な材料のようなカバーシート上に最初に形成され、次いで具体的な実施形態に従う他の層を形成する順序であってもよい。太陽電池装置の残りの部分を形成するために使用されるカバーガラス上で層転写が起こる。他の技術は、ハンドル基板上の層転写材料を転写する転写基板を使用することができる。本方法のさらなる詳細は本明細書全体を通して、より具体的には以下に見出すことができる。
【００２０】
図１に示されるように、本方法は、第１のたわみ特性、裏面１０４および表面１０６を有する透明なハンドル基板１０２を提供する。透明なハンドル基板はガラス、石英、ポリマーまたは他の合成物などであってもよい。単なる例であるが、透明な基板は厚さ、裏面および表面を有する。透明な基板は太陽電池などを覆うために使用されるもののようなガラスである。実施形態に依存するが、ガラスはいくらか柔軟性があり、剛性のために受け板に供されなければならない。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００２１】
代替の実施形態において、ハンドル基板は任意の同種材料、傾斜材料または多層材料あるいはこれらの任意の組み合わせであってもよい。すなわち、ハンドル基板は任意の単結晶、多結晶またはアモルファス型基板からでもほとんど作製されてもよい。基板はＳｉＣから作製されてもよい。さらに、基板はＩＩＩ／Ｖ族材料（例えばガリウムヒ素、窒化ガリウム（ＧａＮ）など）から作製されてもよい。さらに、基板は、柔軟性を有する炭化ケイ素、ゲルマニウム、シリコン、ガラスまたは石英の組み合わせ、プラスチックおよびポリマーであってもよい。好ましくは、ハンドル基板は、具体的な実施形態に従う層転写プロセスにとって不適当ないくらかの柔軟性を有する。具体的な実施形態に依存して、基板の不適切な性質は、過度の粗さ、破損、部分的な膜分離などの原因となる。具体的な実施形態に依存して、任意の材料の他の組み合わせもまた使用することができる。
【００２２】
好適な実施形態では、本発明は、図２に示されるようにハンドル基板構造に剛性を加えるために裏面基板２０２を提供する。好ましくは、裏面基板は厚さ２０４ならびにハンドル基板の表面上に転写されるドナー基板からのシリコン軸受材料の厚さに適切な少なくとも裏面基板およびハンドル基板から構成される多層構造の効果的なたわみ特性を与えるのに適切な材料を有する。
【００２３】
単なる例示であるが、裏面基板は、石英ハンドル基板についてはシリコンウェハである。このような裏面基板は７２５ミクロン＋／−１５ミクロンの厚さを有し、例えば２００ミリメートルのドナー／ハンドル／裏面基板構造を用いて単結晶シリコンから作製される。このような構造は（１００）の方向において約１３０ギガパスカルのヤング率を有する。合成された裏面およびハンドル基板構造に剛性を与えるために、プラスチック、金属、ガラス、石英、合成物などの他の種類の材料および特定の厚さを使用することができる。もちろん、当業者は他の変更、改変および代替を理解するだろう。
【００２４】
任意の具体的な実施形態では、図３および図４に示されるように、本方法は、裏面および／または透明なハンドル基板の表面上で洗浄および／または活性化プロセス３０２（例えばプラズマ活性化プロセス）を実施する。このようなプラズマ活性化プロセスは基板の表面を洗浄および／または活性化する。プラズマ活性化プロセスは、２０℃〜４０℃の温度で酸素または窒素支持プラズマを用いて与えられる。プラズマ活性化プロセスは、好ましくは、カリフォルニア、サンノゼのＳｉｌｉｃｏｎ  Ｇｅｎｅｓｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された二重周波数プラズマ活性化システムにおいて実施される。さらに他の実施形態では、裏面部材が１つもなくてよい。あるいは、なおさらなる実施形態では、本方法は、静電チャックおよび／または多孔質チャックなどの方法によって裏面部材を使用することができる。具体的な実施形態に依存して、本発明の裏面部材は、ハンドルまたはドナー基板のいずれかあるいはハンドルおよびドナー基板の両方を提供することができる。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００２５】
図５を参照して、本方法は、しばしば他の構造から物理的に離れている透明なハンドル基板の裏側への裏面基板の係合５０２を開始する。好ましくは、本方法は、多層構造を形成させるために裏面基板を透明なハンドル基板に堅く係合するように透明なハンドル基板の裏側へ仮に裏面基板を取り付ける。単なる例示ではあるが、好適な実施形態に従って、任意の他の改変および／または代替をせずにシリコンウェハ裏面基板は石英プレートに堅く取り付ける。ここで、図６に示すようにシリコンウェハは自然酸化物の非常に薄いコーティングを有し、石英プレートの表面に結合するが、このような自然酸化物を有さない実施形態であってもよい。他の実施形態では、結合は、静電気プロセスまたはウェブ結合（共有結合を含む）、これらの任意の組み合わせなどを用いて生じ得る。さらに代替の実施形態では、結合はまた、スピンオンガラス、接着剤層、これらの任意の組み合わせなどを用いて生じ得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００２６】
図７に示されるように、本方法は、劈開領域７０４、表面７０６、裏面７０８および表面と劈開領域との間のシリコン軸受材料の厚さ７１０を含むドナー基板７０２を提供することを含む。単なる例示であるが、ドナー基板はシリコンウェハ、ＧａＮ、ゲルマニウムウェハ、シリコンゲルマニウム材料、炭化ケイ素軸受材料、ＩＩＩ／Ｖ族化合物、これらの組み合わせなどであってもよい。好適な実施形態では、ドナー基板は感光材であってもよい。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００２７】
ドナー基板についての選択された材料の種類は特定の用途に依存し得る。例えば、ドナー基板は単結晶シリコン材料を含み、表面の方向は（１００）、（１１０）または（１１１）であるように選択され得る。あるいは、これらの表面は、（１００）、（１１０）および（１１１）方向の表面方向に対してそれぞれ垂直であるということができ、ここで、専門用語が明細書中に他に記載されない限り、用語「方向」とは表面に対するこの垂直をいう。（１００）の表面方向を有する単結晶シリコン基板は、特定の産業（例えば太陽電池産業）において一般的に見られるような方向であるが、しかしながら、この方向は、劈開プロセスの間に基板の中に伸張する望まれていない面外亀裂に影響を受けやすくなり得る面を有する。
【００２８】
即時適用の目的のために、面外亀裂とは、伝播する劈開方向が所望の劈開面から離れて移動する劈開の不良機構をいう。劈開面が別の主要な結晶方向（例えば（１１１））に移る１つのこのような機構は「分岐」と呼ばれる。別の劈開不良機構は、剪断応力によって引き起こされる伝播する劈開の方向、粗さまたは深さの望まれていない変化である。これらの劈開不良は、本明細書中に教示されるように適切な注入および劈開技術に加えて適切な出発材料方向の選択を用いて回避される。
【００２９】
（１００）の表面方向を有する単結晶シリコン基板と対照的に、（１１０）の表面方向を有する単結晶シリコン基板は、注入粒子と相互作用する異なるゲッタサイトおよび欠陥領域を有し得る。例えば注入種として水素を用いると、（１１０）の表面方向は遅い水素解放（ｄｅｔｒａｐｐｉｎｇ）および高い劈開層圧縮応力プロファイルを有する。しかしながら、単結晶シリコン（１１０）は、（１００）より分岐する可能性が少なく伝播する面を劈開し、劈開プロセスの間に基板の中に延びる所望のより少ない面外亀裂を生じることができる。
【００３０】
さらに、図２８Ａ〜Ｃに示されるように、通常、（１００）の結晶方向を有する面を有する単結晶シリコンブール成長（ｂｏｕｌｅ  ｇｒｏｗｎ）は、（１１０）の結晶方向を有する面を有する単結晶ブールに容易に変換され得る。
【００３１】
具体的には、図２８Ａは、単結晶シリコンインゴットまたはブールを成長または鋳造し、続いて（１００）の結晶方向を有する面をさらすために末端を切り取るための従来のプロセスを示す。次に、切り取られたブールは四角形にされて囲われ、続いて、（１００）の結晶方向を有する表面および側面を有するインゴットを生成するためにエッジ研磨される。
【００３２】
次に、図２８Ｂに示されるように、インゴットの（１００）の表面は長軸に沿って半分に切断されて、（１１０）の長軸面を有する２つの半分のものが得られる。図２８Ｃに示されるように、次いで、長い長方形は角が底になるように四角形に切断される。しかしながら、小さな使用に適した材料は、このアプローチによってなくなる。なぜなら切断材料のこれらの小さい側面は、処理の間にブールに留めるか固定されて使用されるからである。
【００３３】
さらに他の実施形態に従って、（１１１）の表面方向を有する単結晶シリコンドナー基板を使用してもよい。このような構造は、小さい劈開エネルギーならびに（１００）または（１１０）に沿って方向付けられた面を有する単結晶シリコンによって示され得る劈開不良および分岐に対する抵抗を与える。
【００３４】
単結晶シリコンの他の特性はまた、ドナー基板材料の選択に影響を与え得る。例えば、特定の適用によって、チョクラルスキー（ＣＺ）成長を利用して作製された単結晶シリコンドナー基板を利用することができる。他の適用によって、浮遊帯（ＦＺ）成長法によって作製された単結晶シリコンドナー基板を利用することができる。
【００３５】
実施形態に依存して、劈開領域は種々の技術を用いて形成され得る。すなわち、劈開領域は、注入粒子、堆積層、拡散材料、パターン領域および他の技術の任意の適切な組み合わせを用いて形成され得る。図７を参照して、本方法は、材料の「薄膜」といわれる材料領域の厚さを規定する選択された深さまでドナー基板の上面を通して注入プロセス７１２を用いて特定のエネルギー粒子を導入する。エネルギー粒子をシリコンウェハ内に注入するために種々の技術を使用することができる。これらの技術としては、例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．などのような会社から製造されたビームラインイオン注入装置を用いたイオン注入が挙げられる。あるいは、注入は、プラズマ侵入イオン注入（「ＰＩＩＩ」）技術、イオンシャワーならびに他の質量および非質量の特定技術を用いて生じる。このような技術の組み合わせもまた、使用することができる。もちろん、使用した技術は用途に依存する。
【００３６】
用途に依存して、通常、より小さな質量粒子は、好適な実施形態に従う材料領域に対する損傷の可能性を減少させるために選択される。すなわち、より小さな質量粒子は、粒子が移動する材料領域を実質的に損傷させずに選択された深さまで基板材料を通って容易に移動する。例えば、より小さな質量粒子（すなわちエネルギー粒子）は、ほとんど、いずれかの荷電された（例えば正また負）および／または中性の原子または分子、または電子などであり得る。具体的な実施形態では、実施形態に依存して、粒子は、水素およびその同位体のイオン、ヘリウムおよびその同位体などの希ガスイオン、およびネオンなどのイオンを含む中性または荷電した粒子であり得る。粒子はまた、例えば、水素ガス、水蒸気、メタン、および水素化合物、ならびに他の軽い原子質量粒子などの気体の化合物から生成することができる。あるいは、粒子は、上述の粒子および／またはイオンおよび／または分子種および／または原子種の任意の組み合わせであり得る。粒子は、通常、表面の下の選択された深さまで表面を貫くことができる十分な運動エネルギーを有する。
【００３７】
例として、シリコンウェハに注入される種として水素を使うと、注入プロセスは特定の一連の条件を用いて実施される。注入ドーズは約１×１０15〜約１×１０18原子／ｃｍ2までの範囲であり、好ましくは、ドーズは約１×１０16原子／ｃｍ2より大きい。注入エネルギーは、半導体用途に有用な薄膜の形成に対して、約１ＫｅＶ〜数ＭｅＶの範囲であり、通常、約５０ＫｅＶである。注入温度は、摂氏約２０℃〜約６００℃の範囲であり、好ましくは注入されたシリコンウェハの外に十分な量の水素イオンが拡散して注入された損傷および応力をアニーリングする可能性を避けるために摂氏約４００℃未満である。水素イオンは、約±０．０３〜±１．５ミクロンの精度で選択された深さまでシリコンウェハの中に選択的に導入することができる。もちろん、使用されるイオンの種類およびプロセス条件は用途に依存する。
【００３８】
より高い注入エネルギーに関して、再利用可能な基板内で劈開面の最大範囲を考慮するために実質的に純粋な（例えば、正または負に荷電された）プロトンの注入を行うことは特に有利である。例としてシリコンを使用すると、注入のエネルギー幅を非常に大きくすることができ、光吸収効率を最大化するために後に続くエピタキシャル成長が必要である光起電性の吸収体のテンプレート形成のための数ｋｅＶから、太陽電池ウェハの出発原料として使用される厚さ数百ミクロンの基板を生み出す数ＭｅＶに及ぶ。注入エネルギーの関数としての注入深さの大体の幅は、例えばＳＲＩＭ  ２００３（Ｓｔｏｐｐｉｎｇ  Ｒａｎｇｅ  Ｉｎ  Ｍａｔｔｅｒ）またはモンテカルロシミュレーションプログラム（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｒｉｍ／ｏｒｇ／）を使用して計算することができる。具体的実施形態では、約１３ｎｍ〜約３μｍの範囲のシリコン膜の厚さに約１０ｋｅＶ〜約３００ｋｅＶの範囲のプロトン注入エネルギーを用いる。このようなシリコン膜の厚さは、後に続く太陽電池形成のためのエピタキシャル厚化プロセス（例えばホモエピタキシャル成長プロセスまたはヘテロエピタキシャル成長プロセス）のためのテンプレートに適切であり得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００３９】
具体的実施形態では、約１μｍ〜約５０μｍの範囲のシリコン膜の厚さは、約１２０ｋｅＶ〜約２．１ＭｅＶの範囲のプロトン注入エネルギーを用いて達成することができる。この厚さの範囲のシリコン膜は、十分に効果的で直接的に薄膜太陽電池を形成するのに十分な厚さの単結晶シリコン膜の厚さを与えるように分離することができる。すなわち、形成された単結晶シリコンの厚さの範囲は、太陽電池用途において効果的な光吸収体層として使用するためにさらに厚化することを必要としない。前方／後方接触形成のような薄膜シリコン太陽電池の効果を最大化するための技術は、十分に開発されており、この分離した層と組み合わせて使用され得る薄膜光吸収体層内に十分な光を補足するために両面に接近する製造および光散乱層を使用する。このような技術は、例えば、Ｒｏｌｆ  Ｂｒｅｎｄｅｌによる「Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ−Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（２００３年、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ  Ｖｅｒｌａｇ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．，ＫＧａＡ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ）に十分に説明されており、これは本明細書中に参照として援用される。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００４０】
具体的な実施形態では、約５０μｍ〜約２００μｍの範囲のシリコン膜の厚さは、約２．１ＭｅＶ〜約５ＭｅＶのエネルギー範囲を有するプロトン注入を用いて形成され得る。この範囲のシリコン膜の厚さは、自立（ｆｒｅｅ  ｓｔａｎｄｉｎｇ）シリコン基板として使用され得る単結晶シリコン基板等価物の厚さの分離を可能にする。５０μｍ〜２００μｍの範囲の厚さの単結晶シリコン基板は、ウェハ切断、エッチングおよび研磨処理を用いる本方法の代わりに使用され得る。従来の技術における約５０％のカーフロス（カーフロスは切断およびウェハリング操作中の材料損失として定義される）とは対照的に、注入劈開技術は事実上カーフロスがなく、結果的に実質的なコスト削減および材料利用の効率の向上になる。半導体処理の代替の基板材料を作製するために、５ＭｅＶより高いエネルギーを使用することができるが、太陽電池製造において、２００μｍはバルクシリコン太陽電池形成についてのシリコン太陽電池材料の厚さとして所望される。結果として、具体的な実施形態に従って、太陽電池製造に関してより厚いシリコン基板には特別の商業的関心が示されない。
【００４１】
上述の実施形態は、基板の全面にわたって粒子が均一に注入されるプロセスを記載するが、これは本発明に必要とされない。本発明に従う代替の実施形態は、パターン注入アプローチ（例えば、縁での劈開プロセスの開始を促進するために、より高いドーズが表面の縁に注入される）を使用することができる。表面の内部領域は、縁で開始されている劈開の伝播を支持するために、より低いドーズを注入され得る。１つの具体的な実施形態に従って、全ての縁部分（劈開が開始している場所に限定されない）は、それらの縁部分を劈開面に留めるために、より高いドーズで注入され得る。
【００４２】
図８は、プロトン注入におけるエネルギー範囲およびシリコン太陽電池吸収体適用のクラスを例示する。ＭｅＶの注入条件の範囲は、Ｒｅｕｔｏｖら（Ｖ．Ｆ．ＲｅｕｔｏｖおよびＳｈ．Ｓｈ．Ｉｂｒａｇｉｍｏｖ，「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｔｈｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｗａｆｅｒｓ」，ＵＳＳＲ’ｓ  Ｉｎｖｅｎｔｏｒｓ  Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ第１２８２７５７号、１９８３年、１２月３０日）によって開示されており、これは本明細書中に参照として援用される。Ｖ．Ｇ．ＲｅｕｔｏｖおよびＳｈ．Ｓｈ．Ｉｂｒａｇｉｍｏｖにおいて、注入中の任意の加熱および注入後の再利用可能な基板の加熱を伴う７ＭｅＶ以下のプロトン注入の使用は、３５０μｍ以下の厚さの分離シリコンウェハを生じると開示されていた。１ＭｅＶの水素注入を用いた１６ミクロンのシリコン膜の熱劈開は、Ｍ．Ｋ．Ｗｅｌｄｏｎら、「Ｏｎ  ｔｈｅ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｏｆ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ」，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１５（４）、１９９７年７月／８月によっても開示され、これは本明細書中に参照として援用される。本明細書中の文脈において「分離」または「転写されたシリコンの厚さ」とは、自立状態に解放され得るか、または永久基板もしくは結果的に自立基板として使用される仮の基板に解放され得るか、または結果的に永久基板の上に取り付けられ得る注入イオン領域によって形成されたシリコン膜の厚さを意味する。好適な実施形態では、シリコン材料は十分厚く、支持部材としての機能を果たすハンドル基板がない。もちろん、膜の取り扱いおよび処理のための特定のプロセスは、具体的工程および用途に依存する。
【００４３】
注入された粒子は選択された深さにおける基板の上面に平行な面に沿って効果的に応力を加えるか破壊エネルギーを減少させる。このエネルギーは、部分的に、注入種および条件に依存する。これらの粒子は、選択された深さにおける基板の破壊エネルギーのレベルを減少させる。これは、選択された深さにおいて注入された面に沿った制御された劈開を可能にする。注入は、全ての内部位置で基板のエネルギー状態が基板材料中で不化逆破壊（すなわち、分離や劈開）を起こすために不十分であるような条件下で起こり得る。しかしながら、注入ドーズは一般的に、その後の熱処理、例えば熱アニーリングまたは急速熱アニーリングによって通常は少なくとも部分的に修復することができる基板中の所定量の欠陥（例えば微小欠陥）をもたらすことに留意すべきである。注入に供されて結果として生じた基板を図９の略図に示す。
【００４４】
具体的な実施形態では、プラズマ侵入イオン注入またはイオンシャワー技術を利用する大面積注入機（特に非質量選択注入機）の使用は、シリコン表面にわたって望まれない混入物質を同時注入し得る。例えば、鉄の注入は、シリコン吸収体層を生じる効果的な少数キャリアの有効期間を実質的に低下させ得、それによって光変換効率の望まれない低下を引き起こし得る。水素のより大きな注入範囲に起因して、鉄が結晶シリコン膜に入るのを防ぐためにスクリーニング層を備えてもよい。スクリーニング層の厚さは、注入エネルギー、スクリーニングされる混入物質およびスクリーニング材料に依存する。例として、スクリーニング層として二酸化ケイ素および混入物質として鉄を用いると、シリコン基板への鉄の侵入を完全に止めるために、３００ｋｅＶの注入は約０．３μｍの二酸化ケイ素の厚さを必要とする。５ＭｅＶの水素注入は、３．５μｍ〜４μｍの厚さの二酸化ケイ素の層を必要とする。酸化ケイ素の層は、化学的ストリップ（例えば、とりわけＨＦストリップまたは研磨工程）を用いて除去され得る。二酸化ケイ素の層はまた、実施形態に依存して電池製造プロセスの間中維持され得る。さらに他の実施形態に従って、スクリーニング層は、太陽電池の完成した形態の中に保持および組み込まれ得る。もちろん、他の変更、改変、および代替であってもよい。例えば、上述の実施例はスクリーニング層として二酸化ケイ素を記載しているが、これは本発明には必要としない。誘電体に限定されない材料の組み合わせを含む他の材料をスクリーニング層として代替的に使用することができる。
【００４５】
実施形態に依存して、劈開領域および／または劈開層を形成する他の技術であってもよい。単なる例であるが、このような劈開領域は、米国カリフォルニア州サンタ・クララのＳｉｌｉｃｏｎ  Ｇｅｎｅｓｉｓ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＮａｎｏｃｌｅａｖｅ（商標）プロセス、フランス国のＳｏｉｔｅｃ  ＳＡのＳｍａｒｔＣｕｔ（商標）プロセス、および日本国東京のＣａｎｏｎ  Ｉｎｃ．のＥｌｔｒａｎ（商標）プロセスと呼ばれるもの、任意の同様のプロセスなどのような他のプロセスを用いて形成される。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００４６】
具体的な実施形態では、図９に部分的に示されるように、裏面に連結されている透明なハンドル基板およびドナー基板は両方、プラズマ活性化プロセスに供される。このようなプラズマ活性化プロセスは、基板の表面を洗浄および／または活性化する。プラズマ活性化プロセスは、２０℃〜４０℃の温度で酸素または窒素支持プラズマを用いて与えられる。好ましくは、プラズマ活性化プロセスは、カリフォルニア州サンノゼのＳｉｌｉｃｏｎ  Ｇｅｎｅｓｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された二重周波数プラズマ活性化システムにおいて実施される。もちろん、本明細書中に記載さている他の変更、改変および代替、ならびに本明細書の他のものであってもよい。
【００４７】
従って、図１０にも示されるようにこれらの基板の各々は一緒に結合される。示されるように、ハンドル基板はドナーウェハに結合される。好ましくは、基板は、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐによって製造されたＥＶＧ８５０結合ツールまたは他の同様のプロセスを用いて結合される。Ｋａｒｌ  Ｓｕｓｓによって製造されたもののような他の種類のツールもまた、使用してもよい。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。好ましくは、透明なハンドル基板とドナーとの間の結合は、実質的に永久的であり、十分な信頼性を有する。
【００４８】
従って、結合後、結合された構造は熱処理に供される。熱処理は、所定の温度および所定の時間で結合された構造を維持する。好ましくは、シリコンドナー基板および透明なハンドル基板に関して、温度は約１時間で摂氏約２００℃〜２５０℃から約４００℃の範囲であり、好ましくは摂氏約３５０℃である。具体的な実施形態では、本発明の熱処理は、ホットプレートから結合された基板へ直接的に熱エネルギーを伝えるホットプレートおよび／または熱面を用いる伝導加熱プロセスを使用して行い得る。他の実施形態では、熱エネルギーは、放射、伝導、対流またはこれらの技術の任意の組み合わせなどを用いて与えられ得る。具体的な用途に依存して、他の変更、改変および代替があってもよい。
【００４９】
具体的な実施形態では、基板は、低温熱工程を用いて一緒に接合または融着される。低温熱プロセスは、一般に、注入された粒子が、制御されない劈開作用を生じる可能性がある過度の応力を材料領域に働かせないことを保証する。プラズマ活性化表面処理と組み合わせたこの工程の別の考慮は、使用される異種物質の熱膨張係数の不釣合いによって誘導された応力によって、通常、引き起こされる同様の熱処理工程の間の構成部の層間剥離をなくすために結合強度を増大せることを可能にすることである。具体的な実施形態では、低温結合プロセスは、自己結合プロセスによって行われる。具体的には、１つのウェハが、酸化を除くためにはぎ取られる（すなわち、１つの基板が酸化されない）。洗浄液が、ウェハの表面を処理して、ウェハ表面にＯ−Ｈ結合を形成する。ウェハの洗浄に使用される液の例は、過酸化水素および硫酸ならびにその他の類似する液の混合物である。乾燥機が、ウェハ表面を乾かして、すべての残留する液または粒子を基板表面から除去する。自己結合は、洗浄された基板の表面を一緒に置くことによって行われる。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００５０】
あるいは、接着剤が基板の一方または両方の表面に配置される。この接着剤は、一方の基板をもう１つの基板に結合する。具体的な実施形態では、接着剤は、エポキシ、ポリイミドタイプの材料、それらの類似物を含む。スピンオングラス層を使用して、一方の基板表面をもう１つの基板の表面に結合させることができる。これらのスピンオングラス（「ＳＯＧ」）材料としては、とりわけ、シロキサンまたはケイ酸塩が含まれ、それらは、しばしば、アルコール系の溶剤または類似物と混合される。ＳＯＧは、ウェハの表面に塗布された後にＳＯＧを硬化させるのにしばしば必要な低温（例えば、１５０℃から２５０℃）であるため、望ましい材料であり得る。
【００５１】
あるいは、種々の他の低温技法を使用して、ドナーウェハをハンドル基板に接合させることができる。例えば、静電結合技法を使用して、２つの基板を一緒に接合することができる。具体的には、一方または両方の基板表面を荷電させて、他方の基板表面を引き付ける。さらに、ドナー基板を、種々の他の一般に知られている技法を使用してハンドルウェハに融着することができる。具体的な実施形態では、ドナーおよびハンドル基板を一緒に接合する本発明の結合プロセスは、そのままの位置でプラズマ活性化結合プロセス、そのままの位置で静電結合プロセス、これらの任意の組み合わせおよび他の類似物を使用することができる。もちろん、この技術は用途に依存する。
【００５２】
好適な実施形態では、本方法は２つの基板の間に光結合材料を使用する。光結合材料は、約１．８〜約２．２の屈折率を有する任意の適切な材料であるが他のものでもよい。この材料は、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化チタン、窒化ケイ素または他の非反射もしくは誘電体形成材料およびそれらの組み合わせを含む類似物から選択され得る。実施形態に依存して、この材料は１つまたは複数の層および他の構造を含むことができる。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００５３】
本方法は、図１１および１２に示されるように結合された基板構造上で制御された劈開プロセスを実施する。制御された劈開プロセスは、ドナー基板の劈開領域の一部内に選択されたエネルギーを提供する。単なる例であるが、制御された劈開プロセスは、同一出願人のカリフォルニア州サンノゼのＳｉｌｉｃｏｎ  Ｇｅｎｅｓｉｓ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによるＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｌｅａｖｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓという名称の米国特許第６，０１３，５６３号に記載されており、全ての目的のために本明細書中に参照として援用される。
【００５４】
特定の実施形態に従って、制御された劈開プロセスは熱エネルギーの適用を用いることができる。例えば、図２９に示される具体的な実施形態では、熱エネルギー２９００のビーム（例えばレーザービーム）は、複数のゲッタリングサイトからなる表面下の劈開面２９０６を有する基板２９０４の表面２９０２に付与され得る。局部的な加熱されたシリコンと近接する冷却シリコン領域との間の劈開面の方向に沿った温度勾配は、シリコンに破壊応力（引張応力などであり得る）を与える。この破壊応力は、劈開面の方向に沿って劈開を順に引き起こす。熱ビーム源、基板またはその両方が劈開面の方向に沿って変形するため、破壊応力のこの領域は劈開面の方向に沿って変形する。
【００５５】
種々のパラメータの制御を実行することによって、劈開プロセスの最適化を可能にする。このようなパラメータの例としては、熱ビームの強度および継続時間、ビームの空間サイズおよび一時的なパルスプロファイル、ならびに熱ビームの変換速度が挙げられるが、それらに限定されない。ビームは、タイルの一部または全部にわたってスポット（２Ｄ）または線形（１Ｄ）であり得る。ビーム幅は、この設定によって生成され得る熱によって生じた破壊応力領域の大きさに強い影響を与え得る。
【００５６】
図２９に示す具体的な実施形態は、熱ビームによって引き起こされた劈開を示すが、これは必ずしも必要なわけではない。代替の実施形態に従って、熱エネルギーは、別の種類のビームによって劈開面に与えられ得る。例えば、１つの実施形態において、熱エネルギーは、基板に衝突するビーム粒子（例えばイオン）によって与えられ得る。１つの具体的な実施形態では、このビーム粒子は、ゲッタリングサイトまたは劈開面の欠陥領域を作製するために注入される同様の粒子を含み得る。
【００５７】
図２９に示されるシリコンの局部的な加熱はまた、劈開面の方向と直交する垂直方向において温度勾配を引き起こす。そして、少なくとも１）劈開面を覆う少量のシリコン、および２）熱ビームの指向性源のために、この垂直の温度勾配は非対称であり、基板の表面の方へ導く方向に急勾配である。設定が最適（例えば、この熱プロファイル非対称がほとんど取り除かれる亀裂表面の前方に十分にビーム源を配置すること）でなければ、このような非対称な温度勾配は、生じる張力および生じる劈開作用に望まれていない垂直指向性を与え得る。
【００５８】
従って、図３０は、本発明の実施形態に従う劈開アプローチの代替の実施形態の簡略化した断面図を示す。ここで、冷却プレート３０００は、熱ビーム３００６を受ける基板３００４の表面３００２の近接に配置される。ここで、冷却プレートは、ヘリウムガスの層によって基板表面から分離される。冷却プレート３０００の存在は、劈開面のいずれかの側に存在する温度の急勾配を釣り合わせるのに役立ち、それによって、垂直方向において劈開方向を変化させる可能性のある剪断応力として作用し得る応力の勾配はほとんどなくなる。この剪断力の欠如は、粗い表面および一様でない厚さの自立膜を生じる基板の深さに延びる亀裂の可能性を減少する。
【００５９】
上述の実施形態は、垂直方向における非対称の熱勾配の存在を回避しようとしているが、本発明に従う代替のアプローチは、劈開を成すためにこのような熱勾配を利用することができる。図３１は、このような代替の実施形態に従う劈開方法の簡略化した断面図を示す。ここで、基板３１０２の表面への（ビーム３１００の形態での）熱エネルギーの付与は、劈開面３１０６において剪断応力を生じる垂直温度勾配３１０４を生じる。このような場合において、この剪断応力は、劈開面にわたって劈開作用を引き起こし得る様式ＩＩ（剪断様式）応力強度因子と対になる。このような源は、例えば、高速熱プロセスシステムまたはフラッシュランプベースの光源であり得る。熱によって誘導された応力は熱勾配変化に比例するため、フラッシュランプベースのシステムのマイクロ秒〜ミリ秒の熱パルス特性は、高速熱アニーリング（ＲＴＡ）システムが作動するが、利点があり得る。
【００６０】
図３１に示される本発明の実施形態は局所的に付与された熱エネルギービームを利用するが、これは必ずしも必要ではない。本発明の他の実施形態に従って、制御された劈開を引き起こす劈開面にわたって垂直温度勾配および剪断応力を誘発するために、熱エネルギーは基板の表面に全体的に付与され得る。
【００６１】
さらに、図２９〜３１に示される本発明の実施形態は制御された劈開プロセスを実施する際に熱エネルギーを利用するが、これは本発明に必ずしも必要ではない。代替の実施形態に従って、熱エネルギー以外のエネルギーの適用は劈開面に沿って劈開を引き起こし得る。
【００６２】
例えば、レーザーショックピーニング技術において、強力レーザービーム（例えば、継続時間において１〜２０ナノ秒および強度において約１ＧＷ／ｃｍ2またはそれ以上）が材料の表面に付与される。強力レーザーは、局所的なプラズマおよび材料と連結した圧縮ショック波を生成するために表面材料の蒸発を引き起こす。表面が液体（通常は水）に浸漬される場合、圧縮ショック波を生成するため、および１〜３ＧＰａまたはそれ以上のピーク応力強度で高度に増大させる（水中の約３〜４倍）ために、水も蒸発され得る。この強力ショック波は、バルク材料の末端からの反射の際に、ほとんど等しい大きさの引張応力波を変化させる圧縮応力波としてバルク材料を通して伝送され得る。
【００６３】
図３２は、本発明の実施形態に従う制御された劈開プロセスを実施するためのレーザーショックピーニングの使用例の簡略化した断面図を示す。具体的には、基板３２００は、第１の表面３２０４への水素または他の材料のイオン注入によって以前に形成された表面下の劈開面３２０２を有する。この第１の表面は、例えば、真空または静電力を通してチャック３２０６上で支持される。
【００６４】
水３２０８の膜は、第２の表面３２０５の表面上に形成され、次いでレーザービームの形態でエネルギーが第１の表面に付与される。レーザーで水を加熱することは、局所的なプラズマ３２０９を引き起こし、次いで、基板の厚さを通って伝播するショック波およびそれに対応する圧縮力３２１０を生成する。
【００６５】
チャックで支持された基板の表面に到達する際に、ショック波は引張応力波３２１２として後方へ反射される。この引張応力波が、ゲッタリングサイトおよび欠陥領域を含む劈開面に到達するため、引張応力は制御された劈開作用を誘導する。
【００６６】
レーザーショックピーニングは、通過する間に劈開面と相互作用する引張応力波を生成させるために一時的なショック波を生成する。代替の技術は、劈開面に沿って破壊拡張を引き起こすために、連続波（ＣＷ）を生成できるか、または基板内の超音波のＭＨｚおよびＧＨｚ周波数範囲を調節できる超音波振動子を使用することである。例えば、振動子は基板の底に配置され得、適切な接触媒体を通して、入射超音波は効果的にシリコン材料に連結され得る。引張および圧縮波がこの技術によって生成されることを除いて、生じる波は、レーザーショックピーニング技術によって一時的に導入された酷似のシャープを作用する。
【００６７】
波が劈開面の面を通過し、表面から反射する場合、入射する張力波は劈開面と直接相互作用する。すなわち、表面から反射する際に、入射波および表面反射波は、劈開面の近接に定常波を形成する。
【００６８】
入射超音波周波数が、劈開面の上の膜が超音波周波数の１／４周期（またはその倍の半波長）に移動した距離と等しい周波数を選択される場合、さらなる建設的干渉効果が存在し、進行波および超音波の圧縮および引張成分は、劈開面の深さに加えられる。この結果は、全ての引張半周期において破砕面を伸張し得るより強い圧縮／引張定常波である。約２．５ｋｍ／秒のシリコン内の音速（ＶSi）および膜の厚さ（ｔ膜）を規定する５０ミクロンの劈開面の深さを仮定すると、基本超音波周波数は、Ｆ超音波＝ＶSi／４*ｔ膜＝１２．５ＭＨｚである。他の定常波は、Ｆ超音波＝（ｎ＋１／２）*ＶSi／２*ｔ膜（ｎ＝０，１，２．．．）によって周波数がより高くなる。超音波エネルギーは、進行している劈開前部の近接上に集中され得るか、または集中され得ないかのいずれかである。
【００６９】
さらに別の実施形態において、上記の定常波方法を用いて、より垂直で局所的な圧縮−引張−圧縮定常波を生じさせるためにより高い周波数を使用することができる。垂直方向における大きな圧力勾配の変化は、破砕を伸張することがよりエネルギー的に起こりやすくなり得る。
【００７０】
１つの半周期において、引張応力は劈開面において最大化されて、劈開面の上下の圧縮応力成分で亀裂拡大を引き起こす。これは、制御された垂直方向において亀裂の拡大を促進しやすくする。もう一方の半周期の間、亀裂は、亀裂拡大を止める圧縮成分に見られる。生じる影響は、引張定常波成分の中心内の面の強い誘導である。
【００７１】
より低い周波数が表面から離れてネット剪断を生じる間、周波数変調を、より高い周波数が表面の方へネット剪断を生じる垂直誘導効果として使用することができる。原則として、これは、劈開プロセスの間に垂直方向に破砕を導き得る。超音波エネルギーは、進行している劈開前部の近接に集中され得るか、または集中され得ないかのいずれかである。
【００７２】
劈開面が選択された深さで（例えば縁または周辺のパターン注入によって）開始される場合、この高周波数超音波定常波誘導は、周波数制御によって選択された深さに沿って劈開を伸張し得、面が選択された深さ内に伸張することを可能にする。より低い注入ドーズ（伝播領域内にないとしても）は、いったん劈開面が定常波によって固定されることを必要とし得る。次いで、この技術は、より良い生産性およびコスト効率を可能にする。もちろん、超音波エネルギーは、膜劈開プロセスを最適化するために、暫定特許出願の他の部分に所望される１つまたは複数の劈開技術（機械的分離応力および走査熱ビームを含むがこれらに限定されない）と組み合わせて使用され得る。
【００７３】
上述のうちのいくらかは、結合された基板構造の劈開に関するが、これは本発明に必ずしも必要とされない。代替の実施形態に従って、材料の自立膜は、単一の基板から劈開され得る。
【００７４】
以下の開示の目的のために、「自立膜」または「自立層」とは、ハンドル基板または転写基板のような支持部材と接触せずにその構造的完全性（すなわち崩れずまたは分解しない）を維持し得る材料の膜として規定される。通常、非常に薄い膜（例えば約５〜１０μｍより薄いシリコン膜）は分解せずに扱うことができない。従来、このような薄膜は支持構造を用いて取り扱われ、この支持構造はまた、初めに薄膜を作製することを必要とし得る。より薄い膜（すなわち、２０μｍと５０μｍとの間の厚さを有するシリコン膜）の取り扱いは支持体の使用により容易になり得るが、このような支持体は必須ではない。従って、本発明の実施形態は、２０μｍより大きい厚さを有するシリコンの自立膜の製造に関する。
【００７５】
次に、本方法は、図１３に示されるように、ドナー基板から材料の厚さを完全に取り除くために、ドナー基板の材料の厚さがない。実施形態に依存して、膜を分離する方法は膜の厚さおよび仮にまたは永久的に支持基板に取り付けられずに扱われるかまたは処理される膜の能力に応じる。例えば、エピタキシャルテンプレート成長に使用される非常に薄い膜に関して、仮のまたは永久的な基板上の膜の転写は、膜の損傷を回避するために必要である。約５０μｍを超える材料膜の厚さに関して、例えば、太陽電池の製造において使用される自立様式で扱われ得る。結晶太陽電池適用のための約３μｍ〜約５０μｍの膜についての仮の支持基板は、生じた光起電装置を最適化するために分離されたシリコン薄膜の両面に接近および処理するのに有用である。永久的な基板上の分離されたシリコン薄膜の永久的な結合および転写は、膜操作プロセスを単純化するのに利点を有し得る。注入工程前後のドナー表面の前処理（例えば、表面テクスチャリング、表面反射性質の最大化、不動態化接触形成、および表面ドーピング）によって、その表面へのプロセスが仮の支持基板を必要とすることを取り除くことができる。もちろん、支持基板の選択および製造プロセスの流れは、用途および光電池の構造に依存する。例として図１７に示される光電池設計を取り上げる。光電池の構造は、上面領域および裏面領域に形成された接触層を有する。具体的な実施形態では、示されるように、光はガラス基板を通って移動し得、光結合層を用いて光吸収体層の底に結合し得る。このような光結合層の例としては、窒化ケイ素または適切な屈折率および厚さを有する他の材料が挙げられ得る。好ましくは、光結合層の厚さは、１／４波長整合層を提供する。光結合層の他の例としては、最大光透過率の波長範囲を広げることによって光結合効果を向上させるために適切な厚さおよび屈折率を有する誘電体の多層が挙げられ得る。具体的な実施形態では、適切にテクスチャード加工された層を用いるか、または透明な基板をテクスチャリングすることによるか、または組み合わせを用いるテクスチャリングのような光トラッピングスキームもまた、光吸収体層に対する光透過率効果を向上させるために使用することができる。代替の実施形態では、光吸収体層の底面もまた、光結合層でもあり得る適切な層を用いて不動態化され得る。薄いアモルファスシリコン層は、表面キャリアの再結合速度を制限し、キャリアの存続期間を最大化するために優れた保護層として作用し得る。膜は透明な基板上で分離され、上面は不動態化され、テクスチャード加工され、吸収体および連結点に対する代替の接点と接触される（例えば、拡散したショトキー金属またはドープされたアモルファスエミッターが可能である）。電池効率を最大化させるために、吸収体の上面はテクスチャード加工され得、吸収体内の光を維持するために高度に反射し得る。吸収体接点は、前部の互いにかみ合った接点を用いて作製さ得る。底面接触ドープ層が使用される場合、これらは電池を通る接点と接続され得る。接触が吸収体の上面であるため、この構造は、（光が全光収集領域上をふさがれない光収集領域の一部として測定された）光収集効果を最大化する。
【００７６】
好適な実施形態では、本方法は、図１４に示されるように透明なハンドル基板から裏面基板を取り外す。好適な実施形態では、裏面基板とハンドル基板との間の取り付けは仮であり、いずれの基板も損傷せずに機械力で取り外すことができる。具体的な実施形態では、ハンドル基板から裏面基板を取り外すために分離プロセスを使用することができる。具体的な実施形態では、裏面基板部材が、静電気、真空または機械的チャックおよび／または付属装置を用いて与えられる場合、裏面基板もまた、解放することができる。もちろん、他の変更、改変および代替があってもよい。
【００７７】
図１５を参照すると、本方法は、材料の厚さの表面上に光起電装置を形成する。このような装置は、集積回路および光起電装置を備え得る。このような装置は、蒸着、エッチング、注入、フォトマスキングプロセス、インクジェット印刷、スクリーン印刷、これらの任意の組み合わせなどを用いて作製され得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００７８】
具体的な実施形態では、本方法はまた、蒸着プロセスを用いて転写された材料の厚さを厚化することができる。具体的な実施形態では、本方法は、固相エピタキシャルプロセスおよび／または蒸着プロセスの他の形態を使用する。このプロセスは、具体的な実施形態に従う適切な単結晶シリコンまたは同様の材料を形成することができる。単なる例であるが、材料は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、ゲルマニウムおよびシリコンゲルマニウム合金であり得る。例えば、アモルファスシリコンは、有利に、テンプレートとして基礎の転写されたシリコン膜を用いて単結晶シリコンの固相エピタキシャル成長を可能にする。シリコン材料蒸着の効率を増大させ得る別の方法は、テンプレートとして基礎の転写されたシリコン膜を用いて単結晶シリコンを生成するために熱処理され得るシリコンナノ粒子（有利にはアモルファスシリコン）を表面へ噴霧または被覆することである。これは、後の処理の間に除去される液体を用いて適用された乾燥であり得る。多結晶シリコンおよび他の材料もまた、レーザーアニール、フラッシュ熱処理などの適切な処理を用いて単結晶の再成長を可能にする。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００７９】
具体的な実施形態では、本方法は、光起電領域を形成するおよび／または厚化された層を形成する任意の工程前に劈開表面領域を平滑化するためのエッチングおよび／または蒸着プロセス（例えば、プラズマ支援蒸着／エッチング）を含む。本方法は、具体的な実施形態に従う環境に含有する水素および塩化水素を用いて劈開膜の熱処理を含む平滑化プロセスを使用することができる。あるいは、エッチング、および所望の場合、劈開膜を所定の量に対してテクスチャするためにエッチャントは化学浴（例えばＫＯＨ、ＴＭＡＨ）であり得る。例として、エッチングプロセスは、約３００〜約８００オングストロームの水素で損傷されたシリコンを除去するために使用され得る。具体的な実施形態では、水素で損傷された領域を酸化物に変換するためにエッチングプロセスはまた、酸化プロセスの前に使用され得、この酸化物は、緩衝酸化物のエッチングおよび／または他の適切なエッチング種を用いて後で剥がされる。この表面処理の後に続いて、キャリア表面再結合を制御するために表面不動態化が、１つまたは複数の通常の技術（例えば、酸化物、窒化ケイ素、または炭化ケイ素膜形成、薄いアモルファスシリコン膜の水素化または蒸着）を介して行われ得る。不動態化された表面の質は、表面再結合速度（ｃｍ／秒単位のＳＲＶ）を用いて測定される。優れた表面不動態化は約１０〜１００ｃｍ／秒のＳＲＶ値を有するが、薄膜（５〜１０ミクロン）結晶シリコン電池の太陽電池効率低下は、約１０００ｃｍ／秒を超えるＳＲＶ値についての表面不動態化によって決定される。薄膜シリコン電池についての電池効率におけるＳＲＶ効果はＢｒｅｎｄｅｌの参照文献および「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｕｌｔｒａ−Ｔｈｉｎ  Ｍｏｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ」、第１４版、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｂａｒｃｅｌｏｎａ，Ｓｐａｉｎ，３０，１９９７年６月３０日−７月４日という題名のＢｒｅｎｄｅｌによる関連論文に説明され、これは本明細書中に参照として援用される。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８０】
好適な実施形態では、転写された材料は、アモルファスシリコン層を用いて厚化される。好適な実施形態では、アモルファスシリコン層は、結晶化しているか同様のものである。具体的な実施形態では、アモルファスシリコン層はナノ粒子（例えば、アモルファスシリコン、結晶性シリコン、ポリシリコン、またはそれらの組み合わせ）の適用を用いて配置され、このナノ粒子は、後で熱処理に供されて、厚化材料のシートの形成を引き起こす。あるいは、具体的な実施形態に従って、アモルファスシリコン層は、低温で物理的気相成長法または化学気層蒸着（例えば、プラズマ助長）を用いて形成され得る。好適な実施形態では、ガラス材料の上に配置されているアモルファスシリコン層は、そのようなシリコン層の形成の間、摂氏５００℃未満の温度で維持される。具体的な実施形態では、生じた膜は、具体的な実施形態に従う単一結晶および／または多結晶構造であり得る。好適な実施形態では、生じた膜は単一結晶構造であり、適切な電気的特性を有する。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８１】
実施形態に依存して、厚化材料は不純物に供されて太陽電池構造を形成し得る。具体的な実施形態では、不純物は、イオンビーム、プラズマ侵入注入、イオンシャワー、非質量分離注入、十分または部分的な非質量分離あるいは従来の注入技術を用いて、そのままでドープされ、拡散され、および／または注入され得る。具体的な実施形態に従って、これらの太陽電池構造は、Ｐ型およびＮ型不純物についての不純物領域を含み得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８２】
具体的な実施形態では、本方法はまた、厚化層を覆う別の層を形成して光起電装置を形成し得る。具体的な実施形態に従って、他の層は半導体層であり得、この半導体層は、完成した太陽電池構造を備えた光起電装置を増強するために使用することができる。代替の実施形態では、他の層は、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、ＩＩ／ＩＶ、ＩＩＩ／Ｖ、ＳｉＣ、ＧａＮ、これらの任意の組み合わせなどであり得る。他の層は、光起電領域の別のセットを形成するために使用することができ、この光起電領域は他の光起電装置に連結して、全体の光起電強度を向上させることができる。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８３】
実施形態に依存して、本方法および構造は、特定の厚さの厚化層および／または転写層と厚化層との組み合わせの層で形成され得る。具体的な実施形態では、厚化層は、シリコン材料を用いて約１μｍと２０μｍとの間であり得る。他の実施形態では、厚化層は、１ミクロン未満であり得るか、または２０ミクロンより大きくなり得る。他の実施形態では、厚化層は、約５０ミクロン未満であり得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８４】
実施形態に依存して、特定の厚さの材料は、十分に厚化された第１の転写層を用いて形成され得るか、またはさらに厚化工程を必要としない十分な厚さで直接転写され得るかのいずれかであることは理解されるべきである。連結工程の前、または劈開工程の後、転写膜の上面に、不動態化層、接触層、拡散層、テクスチャリングおよび他の光トラッピング層、ならびに光反射層または光結合層のような他の層もまた、底基板またはドナーに付け足され得る。具体的な実施形態では、転写層は、シリコン材料を用いて約１μｍと２０μｍとの間の範囲の厚さを有し得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８５】
図１６から１９は、本発明の実施形態に従う太陽電池構造の略図を示す。これらの図は、単なる例示であり、添付の特許請求の範囲を過度に制限するものではない。当業者は、多くの変更、改変および代替を理解するだろう。図１６に示されるように、第１の接触層は、ガラス基板と半導体層の第１の表面との間に挟まれて形成される。具体的な実施形態では、接触層は、透明導電体（例えばＩＴＯなど）のような適切な材料から作製され得る。他の材料もまた、使用することができる。第１の接触層は、通常、ｐ−ｎ接合または複数のｐ−ｎ接合を備える光電池についての第１の電極構造と連結する。単なる例であるが、半導体層は、適切な単結晶シリコンなどのような材料を含み得る。第２の接触層は、半導体層の第２の表面を覆って形成される。第２の接触層は、第１の接触層に平行な方向に配置される。具体的な実施形態では、第２の接触層は、複数の電極を形成するようにパターン化され、この複数の電極は、光起電領域の各々に連結する。具体的な実施形態に依存して、電極の各々は、平行および／または直列に配置され得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８６】
具体的な実施形態では、図１７の略図に示されるように、さらなる接合点が、第２の接触層と半導体基板との間に形成されて、太陽電池の効率を向上させ得る。示されるように、具体的な実施形態に従って、さらなる接合点は、単結晶シリコン材料の厚さを覆う厚化層の上に与えられる。さらなる接合点は、単結晶シリコンの厚さにおいて光起電装置から分離され得る。これらのさらなる接合点の各々は、互いに平行および／または直列に配置され得、シリコン材料の厚さにおいて光起電装置と連結し得る。あるいは、この構造は、厚化工程をせずに直接転写されたシリコン材料の厚さを用いて形成され得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８７】
図１８は、本発明の実施形態に従う太陽電池構造のさらに別の例を示す。示されるように、ガラス基板は半導体層の第１の表面に取り付けられる。第１の接触および第２の接触は、半導体層の第２の表面を覆って形成される。第１の接触構造は、第２の接触構造と実質的に平行に配置される。示されるように、光起電装置の各々は、単結晶シリコン材料の厚さを覆っている少なくとも第１の接触構造および第２の接触構造に連結される。あるいは、図１９に示されるように、さらなる接合点が接触構造と半導体基板との間に形成されて、太陽電池の効率を向上させ得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８８】
図２０は、本発明の実施形態に従う反射表面領域２００２を有する太陽電池の略図である。示されるような太陽電池が提供される。この太陽電池は、半導体層の第１の表面に取り付けられたガラス基板を備える。複数の接触構造は、半導体層の第２の表面を覆って形成される。示されるように、光起電装置の各々は、単結晶シリコン材料の厚さを覆っている少なくとも接触層と連結される。光は、半導体層におけるガラス基板および光起電装置を通過し、電気エネルギーに変換される。示されるように、光起電領域を通過する全ての残っている光を反射するように反射表面が備えられ、１つまたは複数の光起電装置をさらに作動させて電気エネルギーに変換する。この反射表面は、アルミニウム、銀、金、または他の適切な反射材料のような材料を用いて与えられ得る。あるいは、非導電性反射物が所望される場合、誘電体スタック反射物が、単独または導電性反射物と組み合わせて設計され得る。この反射表面は光起電装置において光の複数の通過手段を与え、太陽電池の効率を向上させる。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００８９】
図２１は、本発明の実施形態に従うレンズ領域２１０２を有する太陽電池の略図である。示されるような太陽電池が提供される。この太陽電池は、半導体層の第１の表面に取り付けられたガラス基板を備える。複数の接触構造は、半導体層の第２の表面を覆って形成される。示されるように、光起電装置の各々は、単結晶シリコン材料の厚さを覆っている少なくとも接触構造と連結される。光は、半導体層におけるガラス基板および光起電装置を通過して、電気エネルギーに変換する。具体的な実施形態では、光は、十分な斜角で光を方向付けるためにガラス基板に連結された光素子２００１を用いて向きを変え、そして／または散乱されて、太陽電池の収集効率を向上させる。このような光素子の例としては、フレネルレンズがあり得る。フレネルレンズは、プラスチック材料またはガラス材料から作製され得る。あるいは、ガラス基板は、光を散乱または向きを変え、フレネルレンズのような機能を持つように改変されてもよい。光素子２００１の形態を改変することによって、シリコン薄膜内の導波路効果または近似の均等拡散源によって可能になるように、光トラッピング作用は全ての内面反射により生じ得、それによって、薄膜電池の厚さの効果を向上させる。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００９０】
図２２は、光素子が与えられて、ほとんどの反射光線が、薄膜光電池の方の斜角に方向付けられる具体的な実施形態を示す。この図は単なる例示であり、添付の特許請求の範囲を過度に制限するものではない。当業者は、他の変更、改変および代替を理解するであろう。具体的な実施形態では、薄膜の厚さは、導波管がガラス基板内に一定の角度で衝突する光を捕捉するだけでなく、目的の光波長領域についての薄膜内への伝播を支持するように選択される。従って、目的の全ての導波管（例えば、最も大きい太陽エネルギースペクトル波長分布を構成するＩＲから近ＵＶ）についての設計の検討により、伝播される薄膜電池の厚さ内の横方向電気（ＴＥ）モード、垂直偏波（ＴＭ）モード、および組み合わせモードならびに高次モードの伝播を可能にする。この設計目標を達成するための導管波についての適切な分散曲線は、許容可能なシリコンの厚さの範囲を生成し、導管波クラッディングとして作用する光学結合層を選択する。透明な基板内の光の入射角もまた、電池入射角の範囲全体にわたるシステムの正確な作動についての設計の配慮である。いったん、薄膜内に連結されると、伝播は、薄膜内のキャリアを生じることによって放射線の吸収および電気への変換に起因して高度に減衰する。長手軸方向のＰ−Ｎ接合と一致する光の長手軸方向の伝播は、光変換効率を最大化するのに役立つ。生じた電力は、接触１および２によって回収される。この構造はまた、薄膜太陽電池の活性領域内の結合された光エネルギーを低下させ得る低い反射を支援し得る光結合層を可能にする。具体的な実施形態では、導波管は、多重モードまたはシングルモードにおいて作動され得る。あるいは、具体的な実施形態に従って、波は内部材料を用いて作られ得、入手光の内部反射についての屈折率の差異を引き起こし得る。好適な実施形態では、シリコンゲルマニウムの薄層は、シリコン構造内に挟まれ得、１つまたは複数の光起電領域の領域（例えば、中央部）に対して光閉じ込めを向上させてさらに最適化する。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００９１】
図２３〜２６は、本発明の実施形態に従う太陽電池を形成するためのプロセスの流れを示す。示されるように、プロセスの流れは、膜の厚さを形成するために３つの主要なエネルギー範囲の各々によって達成され得る。図２３〜２４は、注入後の転写膜の低エネルギーの成長テンプレートの使用に関する。図２３は、層のドーピング、不動態化および相互接続する処理についての太陽電池の裏面になるものに接近するプロセスの流れを可能にする仮の解放可能基板の使用を示す。仮の解放可能基板は、化学的に解放可能な基板（例えば、熱的、機械的または化学的に解放可能なテープ）、または剛性基板、真空チャック、または静電チャックのような多数の方法を用いて注入され得ることは留意すべきである。図２４は単純化した直接転写および成長プロセスの流れであるが、太陽電池の性能およびその光変換効率を最適化するための裏面への接近は少ない。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００９２】
図２５および２６は、注入プロセスを用いて形成された１μｍ〜５０μｍの膜についての仮の基板および直接結合を用いたプロセスの流れを示す。図２３および２４と比較して、これらのプロセスの流れの主な差異は、成長または厚化工程がないことである。図２５は、層のドーピング、不動態化および相互接続処理についての太陽電池の裏面になるものに接近するプロセスの流れを可能にする仮の解放可能基板の使用を示す。仮の解放可能基板は、化学的解放基板（例えば、熱的、機械的または化学的に解放可能なテープ）または剛性基板、真空チャック、または静電チャックのような多数の方法を用いて注入され得ることは留意すべきである。図２５Ａは、アモルファスシリコン接触およびエミッタ構造を用いた図２３に記載されるプロセスの流れの具体例を示す。アモルファス（ａ−Ｓｉ）薄表面層は、吸収体の不動態化を最適化してより良い接触を可能にするために示される。図２５の薄Ｓｉプロセスは仮の基板を利用するため、劈開工程後、裏面への接触は、ａ−Ｓｉ接触形成および不動態化を可能にする。この実施例に従って、ＰからＰ−ドーピングを有する解放されたシリコン膜は、十分な表面不動態化を可能にするが、トンネルを通した電気の流れも可能にする非常に薄い真性層（通常、１０〜３０オングストローム）に堆積する。次いで、ａ−Ｓｉ層は、裏面接触として役立つためにＰ＋をドープされる。次いで、層は最終基板の上に結合される。具体的な実施形態に依存して、裏面接触は示されるように接触され得るか、または途切れない透明もしくは不透明導電性膜であり得る。次いで、表側は、非常に薄い内在のａ−Ｓｉ膜およびＮ＋ドープされたａ−Ｓｉのエミッタで不動態化され、それによって、電池への第２の接触として役立つ。この電池は高性能電池として十分に機能する。ａ−Ｓｉから作製されたタンデム電池もまた、この構造の上に蒸着されて効率をさらに向上させる。もちろん、ドーピングまたはエミッタ表面選択は、具体的な実施形態に依存して逆でもよい。図２３は、単純化した直接転写プロセスの流れであるが、裏面への接触は、永久基板への結合工程の前にのみ利用可能である。従って、太陽電池の性能およびその光変換効率を最適化するための裏面への接触の少ない機会が存在する。プロセスの流れの選択はまた、高温最終基板と低温最終基板との間の費用の差によって影響を受け得る。なぜなら、仮の基板よりむしろ最終基板で作製された高温電池処理工程の起こり得る必要性は、より高い費用の高温になり得る最終基板を必要とし得る。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００９３】
図２７は、自立基板として処理され得る厚いシリコン膜を用いるプロセスの流れを示す。約５０μｍ〜２５０μｍの厚さのこの厚膜は、上述の１つまたは複数の制御された劈開技術を利用することによって、（等温であり得る）純粋な熱プロセスを用いていずれかが分離され得る。分離は、自立基板として直接行われ得るか、または仮の解放可能基板に転写され得るかのいずれかであり、この仮の基板に取り付けられた側面を処理するために最終的に解放される。仮の解放可能基板は、化学的に解放可能な基板（例えば、熱的、機械的または化学的に解放可能なテープ）または剛性基板、真空チャック、または静電チャックのような多数の方法を用いて注入され得ることは、留意すべきである。もちろん、他の変更、改変および代替であってもよい。
【００９４】
解放可能基板の結合または配置を含まない上記の例において、適切な硬さのプレートを劈開プロセスの間に使用することができ、望まない劈開面の分岐、膜の破損または方向の変化を引き起こし得る剪断応力を他に与えるもとの形から離れた膜のあらゆる屈曲を制限する。プレートは、接着性または必要とする他の取り付け形態を必要としない膜の接触であり得る。あるいは、プレートは、劈開される膜の厚さの一部と規定されるような膜に近接し得る。従って、劈開プロセスを通して、膜は、本質的にそのもとの形のままであるように収容される。
【００９５】
劈開プロセスが、例えばレーザービームを用いる熱ビームプロセスを含む場合、表面への接近が必要とされる。このような場合、プレートは、透明な材料（石英、サフィアなど）から作製され得る。必要に応じて、静電または真空能力を有する場合、このプレートはまた、劈開膜についてのキャリアとして作用し得る表面になり得る。
【００９６】
図２３〜２７に示されるこれらの具体例を含む本発明に従う方法またはプロセスの実施形態のいずれも、連続的に実施することができる。具体的には、自立または結合材料を生成するために、１つまたはひとまとまりのバルクインゴットまたはブールの形態の１つまたは複数の再利用可能な基板は、注入、結合（適切な場合）、および劈開工程の反復サイクルに供され得る。本発明の実施形態に従う方法およびプロセスが、このように連続的に実施される場合、生じる高スループットは、太陽電池モジュールを製造する費用を顕著に減少し得る。同様の方法を実施するための適切な装置の開示を含むこのような連続処理のさらなる議論は、２００７年４月５日に出願された同一出願人の米国非仮特許出願第１１／７８４，５２４号明細書に見出され得、全ての目的のためにその全体が本明細書中に参照として援用される。
【００９７】
上述は、具体的な実施形態の十分な説明であるが、種々の改変、代替の構成および等価物を使用することができる。上述は選択された一連の工程を用いて記載されているが、工程の任意の要素の任意の組み合わせなどを使用することができる。あるいは、実施形態に依存して、特定の工程を組み合わせておよび／または取り除くことができる。さらに、代替の実施形態に従って、水素粒子は、改変されたドーズおよび／または劈開特性を用いて劈開面を形成させるために、ヘリウムおよび水素イオンの同時注入を用いて置換され得る。特定の実施形態において、裏基板はハンドルまたはドナーを含む基板の各々に付与され得る。代替の実施形態において、被覆もまた、透明な材料の表面または他の領域に与えられ得る。従って、上述の説明および例示は、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図２】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図３】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図４】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図５】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図６】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図７】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図８】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図９】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図１０】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図１１】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図１２】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図１３】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図１４】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図１５】本発明の実施形態に従う光起電装置を製造するための方法を示す。
【図１６】本発明の実施形態に従う太陽電池構造の略図である。
【図１７】本発明の実施形態に従う太陽電池構造の略図である。
【図１８】本発明の実施形態に従う太陽電池構造の略図である。
【図１９】本発明の実施形態に従う太陽電池構造の略図である。
【図２０】本発明の実施形態に従う反射面領域を有する太陽電池の略図である。
【図２１】本発明の実施形態に従うレンズ領域を含む光領域を有する太陽電池を例示する略図である。
【図２２】本発明の実施形態に従うレンズ領域を含む光領域を有する太陽電池を例示する略図である。
【図２３】本発明の実施形態に従う転写された成長テンプレートを用いて太陽電池を形成するための簡略化したプロセスの流れを示す。
【図２４】本発明の実施形態に従う後に続くシリコン吸収体層の厚化およびドーピングした転写された成長テンプレートを用いて太陽電池を形成するための簡略化したプロセスの流れを示す。
【図２５】本発明の実施形態に従う後方表面処理へ接近させるために再利用可能な基板上のシリコンの転写薄膜を用いて太陽電池を形成するための簡略化したプロセスの流れを示す。
【図２５Ａ】本発明の実施形態に従う再利用可能な仮の基板を用いて薄膜太陽電池構造を製造するための簡略化したプロセスの流れを示す。
【図２６】本発明の実施形態に従う最終基板上の転写されたシリコンの薄膜を用いて太陽電池を形成するための簡略化したプロセスの流れを示す。
【図２７】本発明の実施形態に従う任意の仮の基板または転写されて直接的に自立基板になる基板上の転写されたシリコンの膜を用いて太陽電池を形成するための簡略化したプロセスの流れを示す。
【図２８Ａ】（１００）の表面配向を有する面を有するブール成長（ｂｏｕｌｅ  ｇｒｏｗｎ）から（１１０）の表面配向を有する面を有するインゴットを形成するプロセスの図を示す。
【図２８Ｂ】（１００）の表面配向を有する面を有するブール成長から（１１０）の表面配向を有する面を有するインゴットを形成するプロセスの図を示す。
【図２８Ｃ】（１００）の表面配向を有する面を有するブール成長から（１１０）の表面配向を有する面を有するインゴットを形成するプロセスの図を示す。
【図２９】本発明の１つの実施形態に従う制御された劈開を実施するための熱的ビーム適用の簡略化した断面図を示す。
【図３０】本発明の別の実施形態に従う制御された劈開を実施するための熱的ビーム適用の簡略化した断面図を示す。
【図３１】本発明のさらに別の実施形態に従う制御された劈開を実施するための熱的ビーム適用の簡略化した断面図を示す。
【図３２】本発明のなおさらに別の実施形態に従う制御された劈開を実施するためのレーザーショックピーニング適用の簡略化した断面図を示す。
【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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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２５Ａ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年3月9日(2009.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大規模注入プロセスを用いて光電池を製造するための方法であって、前記方法は、
タイル形状の半導体基板を提供する工程であって、前記タイル形状の半導体基板は、表面領域、劈開領域および前記表面領域と前記劈開領域との間に除去される材料の第１の厚さを有する工程、
高エネルギー注入プロセスを用いて前記劈開領域の近接内に実質的にプロトン様式で作用可能な複数の水素粒子を前記表面領域を通して導入する工程、
前記タイル形状の半導体基板の前記表面領域に基板の第１の表面領域を連結する工程であって、前記基板は、前記第１の表面領域および第２の表面領域を含む工程、
前記半導体基板を劈開して、前記タイル形状の半導体基板から前記材料の第１の厚さを除去する工程、および
前記基板を覆う前記タイル形状によって特徴付けられた少なくとも材料の第１の厚さから太陽電池を形成する工程、を包含する、方法。
【請求項２】
前記半導体材料の第１の厚さが、単結晶シリコン材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記劈開が、制御された劈開プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記劈開が、熱劈開プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記タイル形状の半導体基板が、摂氏約２００℃〜８５０℃の間、または摂氏３００℃〜６００℃の間の温度範囲である間に、前記水素粒子の導入が起こる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記劈開が、前記タイル形状の半導体基板の残存部分から前記材料の第１の厚さを解放するために開始プロセスおよび伝播プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記水素粒子が、Ｈ+様式で与えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記高エネルギー注入プロセスが、約３００ｋｅＶ〜２．１ＭｅＶの範囲のエネルギーで実質的に非質量選択Ｈ+を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記高エネルギー注入プロセスが、約２．１ＭｅＶ〜５ＭｅＶの範囲のエネルギーでＨ+を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記高エネルギー注入プロセスが、約５０μｍ〜約２２０μｍの範囲の前記シリコン材料の第１の厚さを与える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記半導体材料の第１の厚さが、ハンドル基板の自立を与える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記タイル形状の半導体基板が、混入物質の同時注入を防ぐために覆っている誘電体層を含み、前記覆っている誘電体層がスクリーニング層として作用する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記材料の第１の厚さの前記表面領域が、裏基板に取り付けられて、前記材料の第１の厚さの裏面領域を露出する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
太陽電池を製造するための方法であって、前記方法は、
水素の注入によって表面下の劈開面に形成された主要な表面および複数のゲッタリングサイトまたは欠陥領域に垂直な格子方向を有する半導体基板を提供する工程、および
ビームからエネルギーを付与して、前記劈開面に破壊応力を与えて、自立膜を解放するために制御された劈開プロセスを実施する工程、を包含する方法。
【請求項１５】
注入される前記半導体基板表面に垂直な前記格子方向が、＜１００＞である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記半導体基板に付与されたイオンビームからの熱が、前記破壊応力を与える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
熱エネルギーのビームが付与されて、前記破壊応力を前記半導体基板に与える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記熱エネルギーのビームが、レーザービームを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記熱エネルギーのビームからの熱が、前記破壊応力を与える前記劈開面の方向に温度勾配を生じる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記熱ビームが、前記劈開面に沿った方向に走査される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記熱エネルギーのビームからの熱が、前記劈開面に垂直な方向における温度勾配および相当する剪断力を生じ、前記剪断力が前記破壊応力を与える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
太陽電池を製造するための方法であって、前記方法は、
表面下の劈開面に形成された複数のゲッタリングサイトまたは欠陥領域を有する半導体基板を提供する工程、および
熱ビームからのエネルギーを前記半導体基板に付与して、前記劈開面に沿った方向に破壊応力を与え、制御された劈開プロセスを実施し、自立膜を解放する工程、を包含する方法。
【請求項２３】
前記劈開面に沿った劈開前部を伸張するための方向において前記熱ビームを走査する工程をさらに包含する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
太陽電池を製造するための方法であって、前記方法は、
表面下の劈開面に形成された複数のゲッタリングサイトまたは欠陥領域を有する半導体基板を提供する工程、および
熱ビームからのエネルギーを前記半導体基板に付与して、前記劈開面に垂直な方向に温度勾配および剪断力を与え、制御された劈開プロセスを実施して、自立膜を解放する工程、を包含する方法。
【国際調査報告】
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