(57)【要約】【課題】犠牲層を短時間でエッチングでき、かつ化合物半導体層が割れにくく、しかも大量生産に適した薄膜化合物太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の薄膜化合物太陽電池の製造方法は、基板上に、犠牲層および１以上のｐｎ接合を有する化合物半導体層を形成するステップと、化合物半導体層上に裏面電極を形成するステップと、裏面電極上に補強材および熱収縮性材料を貼り合わせるステップと、熱収縮性材料を加熱するステップと、犠牲層をエッチングを用いて除去することにより、熱収縮性材料を剥離して補強材を露出させるステップと、補強材上に補強基板を貼り合わせるステップと、化合物半導体層を構成するエッチングストップ層を除去するステップと、第１コンタクト層上に表面電極を形成するステップとを含み、熱収縮性材料は、熱を加えるとその中心方向に収縮する材料であることを特徴とする。【選択図】図５
2012054388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、犠牲層および１以上のｐｎ接合を有する化合物半導体層を形成するステップと、
前記化合物半導体層の側面をエッチングにより除去するステップと、
前記化合物半導体層上に裏面電極を形成するステップと、
前記裏面電極上に補強材および熱収縮性材料を貼り合わせるステップと、
前記熱収縮性材料を加熱するステップと、
前記犠牲層をエッチングを用いて除去することにより、前記基板を剥離するステップと、
前記熱収縮性材料を剥離して前記補強材を露出させるステップと、
前記補強材上に補強基板を貼り合わせるステップと、
前記化合物半導体層を構成するエッチングストップ層を除去するステップと、
前記化合物半導体層を構成する第１コンタクト層をパターニングするステップと、
パターニングされた前記第１コンタクト層上に表面電極を形成するステップと、
前記補強基板を剥離するステップとを含み、
前記熱収縮性材料は、熱を加えるとその中心方向に収縮する材料である、薄膜化合物太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記熱収縮性材料は、長尺状のフィルムであって、その面内の一方向の収縮力が大きい材料である、請求項１に記載の薄膜化合物太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記熱収縮性材料は、熱収縮性ＰＥＴフィルムである、請求項１または２に記載の薄膜化合物太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記熱収縮性材料は、熱膨張係数の異なる材料を、両面粘着剤を介して貼り合わされたものである、請求項１〜３のいずれかに薄膜化合物太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記熱収縮性材料を加熱するステップにおいて、加熱する温度は４０℃以上１００℃以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜化合物太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記補強基板を剥離するステップの後に、前記表面電極を焼成するステップを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜化合物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、薄膜化合物太陽電池の製造方法に関し、特に、１以上のｐｎ接合が形成された化合物半導体層を有する薄膜化合物太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の薄膜化合物太陽電池は、以下の図１０〜図１４に示されるように製造される。図１０〜図１４は、従来の薄膜化合物太陽電池の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。
【０００３】
まず、図１０に示されるように、基板１０１上に、化合物半導体層１２０としてエッチングストップ層１０４、第１コンタクト層１０５、エミッタ層１０６、ベース層１０７、および第２コンタクト層１０８をこの順に積層する。このようにして形成される各層のうち、第１コンタクト層１０５、エミッタ層１０６、ベース層１０７、第２コンタクト層１０８が最終的に太陽電池を構成する層となる。
【０００４】
次に、図１１に示されるように、第２コンタクト層１０８の全面に裏面電極１１０を形成する。そして、図１２に示されるように、裏面電極１１０上に両面粘着型の両面熱発泡シート１１４を貼り合わせ、さらに補強材としてガラス基板１１５を貼り合わせる。
【０００５】
そして、図１３に示されるように、基板１０１およびエッチングストップ層１０４をエッチングにより除去し、第１コンタクト層１０５を露出させる。次に、第１コンタクト層１０５をパターニングすることにより、図１４に示されるように、セルの領域を確定し、さらにセルを電気的に分離するためのメサエッチングを行なう。そして最後に、パターニングされた第１コンタクト層１０５上に表面電極１１６を形成することにより、セル化を行なう。
【０００６】
このように従来の薄膜化合物太陽電池の製造方法は、基板をエッチングにより除去していたため、基板の厚みが厚みほど製造コストが高くなるという問題があった。このような問題を解決するための手法として、エピタキシャルリフトオフと呼ばれる技術がある。
【０００７】
エピタキシャルリフトオフとは、基板と化合物半導体層との間にＡｌＡｓからなる犠牲層を作製し、かかる犠牲層をエッチャントによって除去することにより、基板と化合物半導体層とを分割するというものである。たとえば特許文献１、特許文献２、および非特許文献１には、エピタキシャルリフトオフにより基板と化合物半導体層とを分割する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−０５８５６２号公報
【特許文献２】特開２００６−０３２７８４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】J.J.Schermer et al .Physica Status Solid(a)202.No4501-508(2005)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載のエピタキシャルリフトオフは、ＡｌＡｓからなる犠牲層にエッチャントが染み込むための領域が非常に狭い。このため、犠牲層のエッチングが進行して犠牲層の中心部にいくにつれて新鮮なエッチャントが犠牲層の側面に行渡りにくくなり、特にウエハの中心部ではエッチングレートが極端に遅くなる。
【００１１】
したがって、ウエハのサイズが大きくなると、基板と化合物半導体層とを分割するための時間が相当長くなるという問題がある。しかも、一度犠牲層によって分割した基板が、化合物半導体層と接触すると、接触した箇所が付着して剥離できないという問題もあった。
【００１２】
また、非特許文献１には、化合物半導体層にフィルムを貼り付け、かかるフィルムに錘を取り付けることにより、犠牲層の界面に強制的に隙間を形成した上でエピタキシャルリフトオフをする技術が開示されている。このように錘付のフィルムを化合物半導体層に貼り付けることにより、エッチャントが犠牲層の側面に染み込みやすくなる。
【００１３】
しかしながら、非特許文献１のエピタキシャルリフトオフでは、犠牲層のエッチングが進むと化合物半導体層が割れるという問題があった。この原因はおそらく、エッチングが進んだときに犠牲層にかかる応力が大きくなることによるものと考えられる。すなわち、エッチングの前後で錘や化合物半導体層の自重は常に一定であるが、エッチングにより犠牲層の側面から除去されると、犠牲層の断面積は徐々に小さくなるため、犠牲層にかかる単位面積あたりの応力は徐々に増加し、この応力に耐えられなくなったときに化合物半導体層が割れるものと推察される。
【００１４】
特許文献２に開示されるエピタキシャルリフトオフも、化合物半導体層の自重により、犠牲層に隙間を作り、もってその隙間からエッチャントを染み込ませるというものである。しかし、上述の非特許文献１と同様の理由により、化合物半導体層が割れやすいという問題があった。
【００１５】
また、非特許文献１および特許文献２のいずれのエピタキシャルリフトオフも、化合物半導体層を水平にしてエッチングを行なう必要があることから、量産するには広い場所を必要とし、大量生産には適していなかった。
【００１６】
本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サイズが大きい基板であっても、犠牲層のエッチングレートが低下することなく短時間でエッチングでき、かつ化合物半導体層が割れにくく、しかも大量生産に適した薄膜化合物太陽電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の薄膜化合物太陽電池の製造方法は、基板上に、犠牲層および１以上のｐｎ接合を有する化合物半導体層を形成するステップと、化合物半導体層の側面をエッチングにより除去するステップと、化合物半導体層上に裏面電極を形成するステップと、裏面電極上に補強材および熱収縮性材料を貼り合わせるステップと、熱収縮性材料を加熱するステップと、犠牲層をエッチングを用いて除去することにより、基板を剥離するステップと、熱収縮性材料を剥離して補強材を露出させるステップと、補強材上に補強基板を貼り合わせるステップと、化合物半導体層を構成するエッチングストップ層を除去するステップと、化合物半導体層を構成する第１コンタクト層をパターニングするステップと、パターニングされた第１コンタクト層上に表面電極を形成するステップと、補強基板を剥離するステップとを含み、熱収縮性材料は、熱を加えるとその中心方向に収縮する材料であることを特徴とする。
【００１８】
熱収縮性材料は、長尺状のフィルムであって、その面内の一方向の収縮力が大きい材料であることが好ましく、熱収縮性ＰＥＴフィルムであることがより好ましい。熱収縮性材料は、熱膨張係数の異なる材料を、両面粘着剤を介して貼り合わされたものであることが好ましい。
【００１９】
熱収縮性材料を加熱するステップにおいて、加熱する温度は４０℃以上１００℃以下であることが好ましい。補強基板を剥離するステップの後に、表面電極を焼成するステップを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、上記のような構成を有することにより、犠牲層のエッチングレートが低下することないため短時間でエッチングでき、化合物半導体層が割れずに、しかも大量生産に適した薄膜化合物太陽電池の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】基板上に化合物半導体層を形成した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図２】化合物半導体層の側面の一部をエッチングで除去した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図３】第２コンタクト層上に裏面電極を形成した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図４】裏面電極上に補強材を介して熱収縮性材料を貼り合わせた後の状態を示す模式的な断面図である。
【図５】エッチングにより犠牲層を除去しているときの状態を示す模式的な断面図である。
【図６】エッチングにより犠牲層を除去した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図７】熱収縮性材料を剥離した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図８】補強材上に補強基板を貼り合わせた後の状態を示す模式的な断面図である。
【図９】補強基板を剥離した後の状態を示す模式的な断面図である。
【図１０】従来の薄膜化合物太陽電池の製造方法の工程の一部を示す模式的な断面図である。
【図１１】従来の薄膜化合物太陽電池の製造方法の工程の一部を示す模式的な断面図である。
【図１２】従来の薄膜化合物太陽電池の製造方法の工程の一部を示す模式的な断面図である。
【図１３】従来の薄膜化合物太陽電池の製造方法の工程の一部を示す模式的な断面図である。
【図１４】従来の薄膜化合物太陽電池の製造方法の工程の一部を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の薄膜化合物太陽電池の製造方法を図面を用いて説明する。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である。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【００２３】
＜薄膜化合物太陽電池の製造方法＞
本発明の薄膜化合物太陽電池の製造方法は、基板１上に、犠牲層３および１以上のｐｎ接合を有する化合物半導体層２０を形成するステップと（図１）、該化合物半導体層２０の側面をエッチングにより除去するステップと（図２）、該化合物半導体層２０上に裏面電極１０を形成するステップと（図３）、該裏面電極１０上に補強材１１および熱収縮性材料１３を貼り合わせるステップと（図４）、該熱収縮性材料１３を加熱するステップと、犠牲層３をエッチングを用いて除去することにより（図５）、基板１を剥離するステップと（図６）、熱収縮性材料１３を剥離して補強材１１を露出させるステップと（図７）、補強材１１上に補強基板１５を貼り合わせるステップと（図８）、化合物半導体層２０を構成するエッチングストップ層４を除去するステップと、化合物半導体層２０を構成する第１コンタクト層５をパターニングするステップと、パターニングされた第１コンタクト層５上に表面電極１６を形成するステップと、補強基板１５を剥離するステップと（図９）を含み、熱収縮性材料１３は、熱を加えるとその中心方向に収縮する材料であることを特徴とする。
【００２４】
上記のような各ステップを用いて薄膜化合物太陽電池を作製することにより、犠牲層３のエッチングを効率的に行なうことができる。すなわち、化合物半導体層２０に熱収縮性材料１３を貼り付けて加熱することにより、熱収縮性材料１３がカールするとともに、これに追随して化合物半導体層がカールする。このような状態で犠牲層３をエッチングすることにより、犠牲層３の界面が広がる方向に力が作用し、犠牲層３の側面に新たなエッチャントが導入されやすくなる。このようにエッチャントを導入することにより、エッチングが進みやすくなり、エッチングによって犠牲層３を除去する時間を短縮することができる。
【００２５】
本発明の製造方法は、従来技術のように、化合粒半導体層の重みを利用したり、重りをつけたりすることがないことから、犠牲層の界面に過度な応力がかからないので、基板から剥離した化合物半導体層が割れにくい。以下においては、図面を参照しつつ本発明の薄膜化合物太陽電池の製造方法を構成する各ステップを説明する。
【００２６】
（化合物半導体層を形成するステップ）
図１は、基板上に化合物半導体層を形成した後の状態を示す模式的な断面図である。図１に示されるように、基板１上に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition）を用いて、バッファ層２、犠牲層３、エッチングストップ層４、第１コンタクト層５、エミッタ層６、ベース層７、および第２コンタクト層８の順に、結晶成長させる。以下において、エッチングストップ層４、第１コンタクト層５、エミッタ層６、ベース層７、および第２コンタクト層８のことを総称して「化合物半導体層２０」と記す。
【００２７】
ここで、本発明における基板１は、その上に形成するバッファ層２の下地となるものである。このため、基板１は、バッファ層２と格子定数が近いことが好ましい。このような基板の材料としては、たとえばゲルマニウム（Ｇｅ）や、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）等を挙げることができる。
【００２８】
また、本発明における犠牲層３は、エッチングされやすい半導体であればいかなるものをも用いることができる。ここで、本発明の「犠牲層」は、基板と化合物半導体層との間に設けられるものであって、その層をエッチングなどで除去することにより、基板と化合物半導体層とを分割するために設けられるものである。このような犠牲層３に用いる半導体としては、ＡｌＡｓを挙げることができる。これらの中でもＡｌＡｓからなる犠牲層３を用いる場合、犠牲層３をエッチングするためのエッチャントとしては、たとえばフッ酸と水とを１対１０の比率で混合したフッ酸水溶液を用いることが好ましい。後述するステップで、犠牲層３をエッチングして除去することにより、基板１と化合物半導体層２０とを分離する。
【００２９】
本発明におけるエッチングストップ層４は、犠牲層３がエッチングされるときに化合物半導体層２０の太陽電池を構成する各層がエッチャントに曝されないようにするために保護するものである。このようなエッチングストップ層４を構成する材料としては、たとえばＩｎＧａＰを挙げることができる。
【００３０】
本発明におけるエミッタ層６およびベース層７は、化合物半導体層２０の構成のうちのｐｎ接合の構造をなすものである。この部分に太陽光が照射されることにより、キャリアが生じて電流が発生する。
【００３１】
（化合物半導体層の側面をエッチングにより除去するステップ）
図２は、化合物半導体層の側面の一部をエッチングで除去した後の状態を示す模式的な断面図である。化合物半導体層２０の側面をエッチング液でエッチングすることにより、図２に示されるように、犠牲層３の表面の一部を露出させる。このように化合物半導体層２０の側面をエッチングにより除去することにより、各太陽電池セルが電気的に分離されて、太陽電池セルの領域が確定する。また、犠牲層３が露出することにより、エッチング液が犠牲層３に伝わりやすくなり、犠牲層３をエッチングしやすくなる。
【００３２】
ここで、化合物半導体層２０の側面をエッチングする方法としては、まず第２コンタクト層８上に保護膜９を塗布し、化合物半導体層２０よりも少し狭い領域の保護膜９をフォトリソグラフィにより残し、それ以外の保護膜９を取り除くという方法がある。そして、保護膜９でマスキングした領域以外の化合物半導体層２０をエッチング液でエッチングすることにより、図２に示されるように、化合物半導体層２０の側面をエッチングすることができる。その後、保護膜９を除去する。
【００３３】
（裏面電極を形成するステップ）
図３は、第２コンタクト層上に裏面電極を形成した後の状態を示す模式的な断面図である。図３に示されるように、保護膜９でエッチングされなかった領域の第２コンタクト層８を、メタルマスク等でパターニングした上で、蒸着することにより第２コンタクト層８上に裏面電極１０を形成する。裏面電極に用いられる材料としては、Ａｕ／Ａｇ、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ等を挙げることができる。ここで、上記「Ａｕ／Ａｇ」とは、第２コンタクト層８側から順に、Ａｕ層とＡｇ層とをこの順に形成することを意味する。
【００３４】
（熱収縮性材料を貼り合わせるステップ）
図４は、裏面電極上に補強材を介して熱収縮性材料を貼り合わせた後の状態を示す模式的な断面図である。図４に示されるように、裏面電極１０上に粘着材料付きの補強材１１を貼り合わせる。さらに、補強材１１の上にＵＶを照射すると剥離しやすくなる剥離テープ１２を貼り合わせる。そして、剥離テープ１２上に、熱収縮性材料１３を貼り合わせる。以上のようにして裏面電極１０上に補強材１１および熱収縮性材料１３を形成する。なお、補強材１１と熱収縮性材料１３との間に剥離テープ１２を設ける場合を説明したが、必ずしも剥離テープを間に設ける必要はない。
【００３５】
ここで、熱収縮性材料１３としては、長尺状のフィルムを用いることが好ましい。長尺状のフィルム状を用いる場合、その面内の一方向の収縮力が大きい材料であることが好ましい。すなわち、長尺状のフィルムの面内の一方向を縦方向とし、該縦方向に直交する方向を横方向とすると、縦方向の収縮力と横方向の収縮力とが異なることが好適である。このような材料の熱収縮性材料１３を用いることにより、面内の全方向で一様にフィルムが収縮してしまうことを防止し、もって熱収縮性材料１３自体に皴が発生するのを抑制することができる。これによりエピ層に与えるダメージを緩和し、ウェハを高温に曝すことなく低温で熱収縮性材料１３をカールさせることができる。
【００３６】
このような熱収縮性材料としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ：Polyethylene  Terephthalate）フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ：Tri  Acetyl  Cellulose）フィルムを用いることが好適である。中でもコストの面から熱収縮性ＰＥＴフィルムを用いることが好ましい。ここで、「熱収縮性ＰＥＴフィルム」とは、ＰＥＴフィルムを面内のある一方向に延伸することによって形成されたものである。この熱収縮性ＰＥＴフィルムに熱を加えると、面内のある一方向に特に収縮することになる。
【００３７】
また、熱収縮性材料に熱を加えたときにカールしやすくするという観点からは、熱膨張係数の異なる材料を、両面粘着材を介して貼り合わせたものを用いてもよい。この場合、熱膨張係数の高い材料、すなわち熱を加えたときに膨張しやすい材料を化合物半導体層２０側にすることが好ましい。これにより熱収縮性材料に熱が加わったときに、化合物半導体層２０に対し、基板１から剥離する方向に引っ張り応力を生じさせることができ、もって犠牲層３のエッチングを早めることができる。
【００３８】
このような熱収縮性材料は、長尺状のフィルムを用いる場合、１５μｍ以上１５０μｍ以下の膜厚であることが好ましく、より好ましくは５０μｍ以上１００μｍ以下である。このような膜厚のものを用いることにより、フィルムを貼り付けるときに気泡が混入することなく均一に貼り合わせることができる。
【００３９】
（熱収縮性材料を加熱するステップ）
図３に示されるように、熱収縮性材料１３を貼り合わせた上で、オーブンに投入して加熱する。これにより熱収縮性材料１３が熱により収縮し、化合物半導体層２０の中心方向に向かって引っ張り応力が生じる。ここで、熱収縮性材料１３の収縮力が大きいと、ウエハが反ってしまったり、化合物半導体層２０が熱収縮性材料１３に追随せずに剥離してしまったりする。このため、熱収縮性材料１３が剥離しない程度であって、かつ収縮力が大きい条件に熱収縮性材料１３を加熱することが好ましい。
【００４０】
熱収縮性材料１３が剥離することなく、かつ収縮力を高めるという観点からは、４０℃以上１００℃以下の温度に加熱することが好ましく、たとえば熱収縮性材料１３としてＰＥＴフィルムを用いる場合は、６０℃に加熱することが好ましい。４０℃未満であると、熱収縮性材料１３が十分に収縮しないことにより、エッチングの速度が十分に向上せず、逆に１００℃を超えると、テープに用いられる粘着材が変質するという問題が生じる。
【００４１】
（基板を剥離するステップ）
図５は、エッチングにより犠牲層を除去しているときの状態を示す模式的な断面図である。図５に示されるように、熱収縮性材料１３を付着させた化合物半導体層２０をエッチャントに浸漬させることにより、犠牲層３の外側から内側に向かってエッチングされる。そして、犠牲層３のエッチングが進行して、化合物半導体層２０が基板１から離れるにしたがって、熱収縮性材料１３が収縮して化合物半導体層２０がカールしやすくなる。このように化合物半導体層２０がカールすることにより、犠牲層３にエッチャントが触れやすくなり、エッチングが早まり基板１から化合物半導体層２０を剥離しやすくなる。なお、エッチャントとしては上述したように、フッ酸と水とを１対１０の比率で混合したフッ酸水溶液を用いることが好ましい。
【００４２】
このときフッ酸水溶液の温度が高いほど犠牲層３のエッチング速度も速くなるが、エッチャントの温度を上げすぎると、熱収縮性材料１３や補強材１１等が剥離することがあるため、エッチャントの液温は４０℃程度であることが好ましい。
【００４３】
図６は、エッチングにより犠牲層を除去した後の状態を示す模式的な断面図である。図６に示されるように、犠牲層３のエッチングが完了したときに、基板１と化合物半導体層２０とが分離される。
【００４４】
（補強材を露出させるステップ）
図７は、熱収縮性材料を剥離した後の状態を示す模式的な断面図である。図６に示されるウエハの剥離テープ１２に対し、ＵＶを照射することにより、剥離テープ１２とともに熱収縮性材料１３を剥離し、補強材１１を露出させる。このとき、図７に示されるように化合物半導体層２０と裏面電極１０と補強材１１とからなるウエハとなる。
【００４５】
（補強基板を貼り合わせるステップ）
図８は、補強材上に補強基板を貼り合わせた後の状態を示す模式的な断面図である。上記で露出させた補強材１１に対し、図８に示されるように、両面熱発泡シート１４を貼り付けた上で、さらに両面熱発泡シート１４の上に補強基板１５を貼り合わせる。このようにして補強基板１５を貼り合わせることにより、後の第１コンタクト層５をパターニングするステップなどでの作業性を向上させることができる。ここで、補強基板１５としては、たとえばガラスを好適に用いることができる。
【００４６】
（エッチングストップ層を除去するステップ）
上記で補強基板１５を貼り合わせた上で、図８に示されるエッチングストップ層４をエッチングを用いて除去する。これにより第１コンタクト層５をパターニングしやすいように露出させる。
【００４７】
（第１コンタクト層をパターニングするステップ）
次に、第１コンタクト層５に対し、メサエッチングを行なうことにより、第１コンタクト層５を一定のパターンにパターニングし、太陽電池セルを電気的に分離する。このような第１コンタクト層５のパターニングは、メサエッチングのみに限られるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。
【００４８】
（表面電極を形成するステップ）
そして、パターニングされた第１コンタクト層５上に、表面電極１６を形成することによりセル化を行なう。ここで、表面電極１６に用いられる材料としては、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ等を挙げることができる。
【００４９】
（補強基板を剥離するステップ）
図９は、補強基板を剥離した後の状態を示す模式的な断面図である。最後に、図９に示されるように、補強材１１、両面熱発泡シート１４、および補強基板１５を剥離することにより、本発明の化合物半導体太陽電池を作製する。
【００５０】
（表面電極を焼成するステップ）
上記の補強基板１５を剥離するステップの後に、表面電極１６を焼成するステップを含むことが好ましい。ここで、焼成は、たとえば３５０℃で３０分行なうことが好ましい。このような条件で表面電極１６を焼成することにより、表面電極１６の電極抵抗を低減することができる。
【００５１】
本発明の化合物半導体太陽電池の製造方法は、上記のような各ステップを含むことにより、サイズが大きい基板であっても、犠牲層のエッチングレートが低下することなく短時間でエッチングでき、かつ化合物半導体層が割れにくく、しかも大量生産に適している。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
（化合物半導体層を形成するステップ）
本実施例では、図１に示されるように、厚みが４００μｍのＧａＡｓからなる基板上に、ＭＯＣＶＤ法を用いてＡｌＧａＡｓからなるバッファ層２、１０ｎｍの厚みのＡｌＡｓからなる犠牲層３、化合物半導体層２０を形成した。ここで、化合物半導体層２０は、ＩｎＧａＰからなるエッチングストップ層４、ＧａＡｓからなる第１のコンタクト層５、ＩｎＧａＰからなるエミッタ層６およびベース層７、ＡｌＧａＡｓからなる第２のコンタクト層８をこの順に形成したものである。ここで、エミッタ層６とベース層７との接合面がｐｎ接合となる。
【００５４】
（化合物半導体層の側面をエッチングにより除去するステップ）
次に、図２に示されるように、化合物半導体層２０の第２コンタクト層８の表面に、レジスト材料である保護膜９を塗布し、フォトリソグラフィを用いて第２コンタクト層８よりも若干広い領域だけ保護膜９を残し、それ以外の領域の保護膜９を取り除く。そして、保護膜９でマスキングした領域以外の化合物半導体層２０の側面をエッチング液でエッチングすることにより、犠牲層３を露出させる。
【００５５】
（裏面電極を形成するステップ）
次に、図３に示されるように、第２コンタクト層８を、メタルマスク等でパターニングした上で、Ａｕ層とＡｇ層とをこの順で蒸着することにより、第２コンタクト層８上に厚み３μｍのＡｕ／Ａｇからなる裏面電極１０を形成した。
【００５６】
（熱収縮性材料を貼り合わせるステップ）
次いで、図４に示されるように、裏面電極１０上に補強材１１、および剥離テープ１２を貼り合わせた。ここで、補強材１１としては、熱発泡シート（製品名：熱発泡シート（日東電工株式会社製））を用い、剥離テープ１２としては、ＵＶ感光性のＵＶ剥離テープを用いた。そして、剥離テープ１２上に、熱収縮性材料１３として厚み５０μｍの熱収縮性ＰＥＴフィルムを貼り合わせた。
【００５７】
（熱収縮性材料を加熱するステップ）
上記で熱収縮性材料１３を貼り合わせたものをオーブンに投入して６０℃に加熱した。これにより熱収縮性材料１３が熱により収縮し、化合物半導体層２０の中心方向に向かって引っ張り応力が加わった。
【００５８】
（基板を剥離するステップ）
次に、図５に示されるように、熱収縮性材料１３を付着させた化合物半導体層２０をエッチャントに浸漬させた。エッチャントとしては、フッ酸と水とを１対１０の比率で混合したフッ酸水溶液を用い、エッチャントの液温を４０℃とした。犠牲層３のエッチングが進行するにつれて、化合物半導体層２０のカールが強くなったため、エッチャントが犠牲層３の側面に触れさせることができた。このため最後までエッチング速度が衰えることなく犠牲層３をエッチングした。
【００５９】
（補強材を露出させるステップ）
次に、図６に示される剥離テープ１２に対し、ＵＶを照射して剥離テープ１２とともに熱収縮性材料１３を剥離し、補強材１１を露出させて、図７に示される形状のウエハとした。
【００６０】
（補強基板を貼り合わせるステップ）
そして、上記で露出させた補強材１１に対し、図８に示されるように、両面熱発泡シート１４（製品名：熱発泡シート（日東電工株式会社製））を貼り付けた上で、さらに両面熱発泡シート１４の上にガラスからなる補強基板１５（ガラス基板）を貼り合わせた。
【００６１】
（エッチングストップ層を除去するステップ）
上記で補強基板１５を貼り合わせた上で、図８に示されるエッチングストップ層４をエッチングを用いて除去した。
【００６２】
（第１コンタクト層をパターニングするステップ）
次に、第１コンタクト層５に対し、メサエッチングを行なうことにより、第１コンタクト層５を一定のパターンにパターニングし、太陽電池セルを電気的に分離した。
【００６３】
（表面電極を形成するステップ）
そして、パターニングされた第１コンタクト層５上に、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇからなる表面電極１６を形成することによりセル化を行なった。
【００６４】
（補強基板を剥離するステップ）
そして、図９に示されるように、補強材１１、両面熱発泡シート１４、および補強基板１５を剥離した。
【００６５】
（表面電極を焼成するステップ）
最後に、表面電極１６を３５０℃で３０分間焼成した。これにより、表面電極１６の電極抵抗を低減した。以上の各ステップにより、本発明の化合物半導体太陽電池を作製した。
【００６６】
以上の各ステップからなる本実施例の化合物半導体太陽電池の製造方法は、従来の化合物半導体太陽電池よりも、犠牲層を短時間でエッチングでき、かつ化合物半導体層が割れにくく、しかも大量生産に適していた。
【００６７】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
１，１０１  基板、２  バッファ層、３  犠牲層、４，１０４  エッチングストップ層、５，１０５  コンタクト層、６，１０６  エミッタ層、７，１０７  ベース層、８，１０８  コンタクト層、９  保護膜、１０，１１０  裏面電極、１１  補強材、１２  剥離テープ、１３  熱収縮性材料、１４，１１４  両面熱発泡シート、１５，１１５  補強基板、１６，１１６  表面電極、２０，１２０  化合物半導体層、１１５  ガラス基板。
【図１】
2012054388.tif 000003
【図２】
2012054388.tif 000004
【図３】
2012054388.tif 000005
【図４】
2012054388.tif 000006
【図５】
2012054388.tif 000007
【図６】
2012054388.tif 000008
【図７】
2012054388.tif 000009
【図８】
2012054388.tif 000010
【図９】
2012054388.tif 000011
【図１０】
2012054388.tif 000012
【図１１】
2012054388.tif 000013
【図１２】
2012054388.tif 000014
【図１３】
2012054388.tif 000015
【図１４】
2012054388.tif 000016