【手続補正書】
【提出日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【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】
ゲルマニウム半導体の成長用基板を準備し、
ＩＶ合金から構成されるエミッタ層及びベース層の少なくとも一方を有する補助電池を含む太陽電池を形成するための半導体物質層を順に重ねられる状態で前記半導体成長用基板上に堆積する、
段階からなる太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記ＩＶ族合金は、ＧｅＳｉＳｎであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＧｅＳｉＳｎ補助電池は、０．８ｅＶから１．２ｅＶの範囲のバンドギャップを有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記太陽電池は、前記ＧｅＳｉＳｎ補助電池と前記ゲルマニウム基板との間に堆積されるゲルマニウムから構成される補助電池を更に含むハイブリッド太陽電池であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
順に重ねられた前記層は、０．９１ｅＶから０．９５ｅＶの範囲のバンドギャップを有する第一ＧｅＳｉＳｎ補助電池と、１．１３ｅＶから１．２４ｅＶの範囲のバンドギャップを有する第二ＧｅＳｉＳｎ補助電池とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記太陽電池はハイブリッド太陽電池であり、順に重ねられる状態で半導体物質の層を堆積する前記段階は、前記基板上に、ＧｅＳｉＳｎから構成され、第一バンドギャップを有する第一補助太陽電池を形成し、前記第一補助電池上に、ＩｎＧａＡｓから構成され、前記第一バンドギャップより大きい第二バンドギャップを有する第二補助太陽電池を形成し、前記第二補助太陽電池上に、ＧａＩｎＰから構成され、前記第二バンドギャップより大きい第三バンドギャップを有する第三補助太陽電池を形成することからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記太陽電池はハイブリッド太陽電池であり、順に重ねられる状態で半導体物質の層を堆積する前記段階は、前記基板上に、Ｇｅから構成され、第一バンドギャップを有する第一補助太陽電池を形成し、前記第一補助電池上に、ＧｅＳｉＳｎから構成され、前記第一バンドギャップより大きい第二バンドギャップを有する第二補助太陽電池を形成し、前記第二補助太陽電池上に、ＩｎＧａＡｓから構成され、前記第二バンドギャップより大きい第三バンドギャップを有する第三補助太陽電池を形成し、ＧａＩｎＰから構成され、前記第三バンドギャップより大きい第四バンドギャップを有し、前記第三補助太陽電池に対して格子整合状態である第四補助太陽電池を形成することからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記太陽電池はハイブリッド太陽電池であり、順に重ねられる状態で半導体物質の層を堆積する前記段階は、前記基板上に、Ｇｅから構成され、第一バンドギャップを有する第一補助太陽電池を形成し、前記第一補助電池上に、ＧｅＳｉＳｎから構成され、前記第一バンドギャップより大きい第二バンドギャップを有する第二補助太陽電池を形成し、前記第二補助太陽電池上に、ＧｅＳｉＳｎから構成され、前記第二バンドギャップより大きい第三バンドギャップを有する第三補助太陽電池を形成し、ＩｎＧａＡｓから構成され、前記第三バンドギャップより大きい第四バンドギャップを有し、前記第三補助太陽電池に対して格子整合状態である第四補助太陽電池を形成し、ＧａＩｎＰから構成され、前記第四バンドギャップより大きい第五バンドギャップを有し、前記第四補助太陽電池に対して格子整合状態である第五補助太陽電池を形成することからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
Ｇｅから構成される前記第一補助電池と、ＧｅＳｉＳｎから構成される前記第二補助電池との間に、ＧｅＳｉＳｎから構成されるトンネルダイオードを形成することを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
接合部は、ＩＶ／ＩＩＩ−Ｖ族ハイブリッド合金で形成されて、Ａｓ及び／又はＰを前記ハイブリッド合金層に拡散することにより光補助電池を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、半導体装置の分野に関するもので、ＩＶ合金ベースの多接合太陽電池などの装置、及び異なる半導体化合物（例えば、ＩＩＩ−Ｖ族半導体化合物）をも含むハイブリッド多接合太陽電池、並びに製造方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
簡潔にかつ一般的に言うと、本発明の態様は、ゲルマニウム半導体の成長用基板を準備し、ＩＶ族ハイブリッド合金の補助電池を含む太陽電池を形成するための半導体物質の層を順次該半導体成長用基板上に堆積して、太陽電池を製造する方法からなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
別の態様においては、本発明は、半導体の成長用基板を準備し、少なくとも１つの層がＧｅＳｉＳｎにより構成され、Ｇｅにより構成される層がＧｅＳｉＳｎ層の上に成長させられるような形態で、太陽電池を形成する半導体物質の層を順次該半導体成長用基板上に堆積することによりハイブリッド太陽電池を製造する方法からなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
別の態様においては、本発明の態様によるハイブリッド太陽電池は、ＧｅＳｉＳｎにより構成され、第一バンドギャップを有する第一補助太陽電池と、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ又はＩｎＧａＰにより構成され、該第一補助太陽電池上に堆積されて、該第一バンドギャップより小さい第二バンドギャップを有し、該第一補助太陽電池と格子整合状態である第二補助太陽電池と、ＧａＩｎＰにより構成され、該第二補助太陽電池上に堆積されて、該第二バンドギャップより大きい第三バンドギャップを有し、該第二補助電池に対して格子整合状態である第三補助太陽電池とを含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
多接合太陽電池の種々異なる特徴及び態様が、ここで述べる関連する出願に開示されている。これらの特徴の幾つか又はすべてを、本発明の太陽電池に関連する構造及び製造に含ませることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
エミッタ層２０６の上部に、ｎ＋型ＧｅＳｉＳｎのようなウインドウ層２０７が堆積され、再結合損失を減少するために使用される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ウインドウ層２０７の上部に、高いドーピング濃度のｐ型層２０８ａ及びｎ型層２０８ｂがこの順で堆積され、補助電池Ａを補助電池Ｂに接続するトンネルダイオード、すなわちオーム回路要素を形成する。層２０８ａは、ｎ＋＋ＧｅＳｉＳｎから構成されることができ、層２０８ｂは、ｐ＋＋ＧｅＳｉＳｎから構成されることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
トンネルダイオード層２０８ａ／２０８ｂの上部に、ＢＳＦ層２０９が堆積され、このＢＳＦ層２０９は、ｐ＋型ＧｅＳｉＳｎとすることができる。より一般的に言えば、補助電池Ｂで使用されるＢＳＦ層２０９は、インターフェースの再結合損失を減少するように働く。本発明の範囲から外れることなく、付加層を電池構造に付加するか又は除去することができることが、当業者には明らかである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ＢＳＦ層２０９の上部に、補助電池Ｂの層、すなわちｐ型ベース層２１０及びｎ＋型エミッター層２１１が堆積される。これらの層は、ＧｅＳｉＳｎから構成することができるが、必要条件の格子定数及びバンドギャップを備えたあらゆる他の適当な物質成分も同様に使用することができる。したがって、該補助電池Ｂは、ＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＡｓＳｂ、又はＧａＩｎＡｓＮエミッター領域及びＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＡｓＳｂ又はＧａＩｎＡｓＮベース領域から構成することができる。補助電池Ｂのバンドギャップは、凡そ１．２５から１．４ｅＶとすることができる。本発明による層２１０及び２１１のドーピング形状は、図９との関連で述べる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
補助電池Ｂの上部に、ウインドウ層２０７と同様の機能を行うウインドウ層２１２が堆積される。ｎ＋＋／ｐ＋＋トンネルダイオード層２１３ａ及び２１３ｂのそれぞれが、層２０８ａ及び２０８ｂと同様にウインドウ層２１２上に堆積され、補助電池Ｂを補助電池Ｃに接続するオーム回路要素を形成する。層２１３ａは、ｎ＋＋ＩｎＧａＡｓから構成することができ、層２１３ｂは、ｐ＋＋ＡｌＧａＡｓから構成することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ｐ＋型ＡｌＧａＡｓから構成することができるＢＳＦ層２１４が、トンネルダイオード層２１３ｂ上に堆積される。このＢＳＦ層は、補助電池「Ｃ」内の再結合損失を減少するように作用する。本発明の範囲から外れることなく、付加的層を電池構造に付加するか又は除去することができることが、当業者には明らかである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
補助電池Ｃの上部に、ウインドウ層２０７及び２１２と同様の機能を行うｎ＋ＧｅＳｉＳｎから構成されるウインドウ層２１７ａが堆積される。ｎ＋＋／ｐ＋＋トンネルダイオード層２１８ｃ及び２１８ｄのそれぞれは、層２０８ａ及び２０８ｂ及び２３１ｅ及び２１３ｆと同様にウインドウ層２１７ａ上に堆積され、補助電池Ｃを補助電池Ｄに接続するオーム回路要素を形成する。層２１８ｃは、ｎ＋＋ＩｎＧａＡｓＰから構成されることができ、層２１８ｄは、ｐ＋＋ＡｌＧａＡｓから構成されることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図４は、次の製造段階である、フォトレジスト層（図示されず）が半導体接触層２５０上に設置される段階を行った後の図３の太陽電池の断面図である。フォトレジスト層は、マスクでリトグラフ法によりパターン化されて、グリッド線５０１の位置を形成し、グリッド線が形成されるフォトレジスト層の部分が取り除かれ、次に、フォトレジスト層の上とグリッド線が形成されるフォトレジスト層の開口部の中との両方に、金属接触層３１９が蒸着法又は同様の方法により堆積される。接触層２５０を覆うフォトレジスト層の部分は、図面に示しているように、最終の金属グリッド線５０１を残すために取り除かれる。グリッド線５０１は、Ｐｄ／Ｇｅ／Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕの層の順序で構成することができるが、他の適当な順序及び物質も同様に使用することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
図７は、次の製造段階として、反射防止用（ＡＲＣ）誘電体被膜層２５１が、グリッド線５０１を有するウエハの上部側の表面全体に付与される段階を行った後の図５の太陽電池の断面図である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
図８は、本発明の第二の実施形態による次の製造段階である、カバーガラス５１４が接着剤５１３を介して電池の上部に取り付けられた後の、図７の太陽電池の断面図である。カバーガラス５１４は、典型的には、約４ミルの厚さである。カバーガラスの使用は、多くの周囲環境状態及び用途に対して望ましいものではあるが、すべての実装に必要なものではなく、付加的層又は構造を使用して、太陽電池の付加的支持又は周囲環境の保護を達成することができる。