半导体基板、光电转换器件、半导体基板的制造方法和光电转换器件的制造方法技术

技术编号:7337283 阅读:163 留言:0更新日期:2012-05-12 06:28
本发明专利技术提供一种半导体基板,具有:含硅的基底基板,和形成在基底基板上,具有露出基底基板表面的开口,用于阻碍结晶生长的阻碍体、和接触被露出于开口内部的基底基板表面,形成在开口内部的光吸收构造体,光吸收构造体具有第1半导体和第2半导体,所述第1半导体包含:第1传导型第1半导体、形成在第1传导型第1半导体的上方,具有与第1传导型第1半导体相反的传导型的第2传导型第1半导体、以及形成在第1传导型第1半导体和第2传导型第1半导体之间,有效载流子浓度比第1传导型第1半导体及第2传导型第1半导体更低的低载流子浓度第1半导体;所述第2半导体包含:与第2传导型第1半导体晶格匹配或准晶格匹配且具有与第2传导型第1半导体相反的传导型的第1传导型第2半导体、以及形成第1传导型第2半导体的上方,具有与第1传导型第2半导体相反的传导型的第2传导型第2半导体、形成在第1传导型第2半导体和第2传导型第2半导体之间且有效载流子浓度比第1传导型第2半导体及第2传导型第2半导体更低的低载流子浓度第2半导体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
专利文献1,公开了串联异质结光电转换元件的制造方法。在该制造方法中,在Si 基板形成了 V字型沟之后,在该Si基板形成PN结的同时,在该Si基板上使III-V族化合物半导体外延生长。在专利文献1中,公开了以生长温度为500°C以下,且V族元素相对于 III族元素的的入射流量比是15以上的条件,使III-V族化合物半导体外延生长的方法。(专利文献1)特开平5-3332号公报
技术实现思路
专利技术打算解决的课题太阳电池等光电转换器件的光电转换效率,很大程度受具有使发生光电转换元件的电动势的空间电荷区域的半导体结晶的结晶性所左右。尤其,在Si基板上使化合物半导体结晶外延生长时,由于Si基板和化合物半导体的晶格常数之差的原因,化合物半导体的结晶性容易降低。如果结晶性下降的话,光电转换器件的光电转换效率下降。
技术实现思路
为了解决上述课题,在本专利技术的第1方式中,提供一种半导体基板,具有含硅的基底基板;和形成在基底基板上的具有露出基底基板表面的开口的用于阻碍结晶生长的阻碍体;以及与在开口内部被露出的基底基板表面邻接地形成在上述开口内部的光吸收构造体,其中,光吸收构造体具有第1半导体和第2半导体,所述第1半导体包含,第1传导型第 1半导体、形成在第1传导型第1半导体的上方且具有与第1传导型第1半导体相反的传导型的第2传导型第1半导体、以及形成在第1传导型第1半导体和第2传导型第1半导体之间,有效载流子浓度比第1传导型第1半导体及第2传导型第1半导体更低的低载流子浓度第1半导体;所述第2半导体包含,与第2传导型第1半导体晶格匹配或准晶格匹配且具有与第2传导型第1半导体相反的传导型的第1传导型第2半导体、以及形成在第1传导型第2半导体的上方,具有与第1传导型第2半导体相反的传导型的第2传导型第2半导体、以及形成在第1传导型第2半导体和第2传导型第2半导体之间且有效载流子浓度比第1传导型第2半导体及第2传导型第2半导体更低的低载流子浓度第2半导体。阻碍体可以具有多个开口,具备在多个开口内形成的多个光吸收构造体。半导体基板的光吸收构造体可以具有第3半导体,所述第3半导体包含与第2传导型第2半导体晶格匹配或准晶格匹配的第1传导型第3半导体;形成在第1传导型第3 半导体的上方,具有与第1传导型第3半导体相反的传导型的第2传导型第3半导体;以及形成在第1传导型第3半导体和第2传导型第3半导体之间,有效载流子浓度比第1传导型第3半导体及第2传导型第3半导体更低的低载流子浓度第3半导体。在该半导体基板中,比如,第1半导体,包含具有第1带隙的材料,第2半导体,包含具有比第1带隙更大的第2带隙的材料,第3半导体,包含具有比第2带隙更大的第3带隙的材料。同时,比如,第1 半导体由 CxlSiylGezlSni_xl_yl_zl ( 彡 xl< 1,0 彡 yl 彡 1,0 彡 zl 彡 1, 且0 < xl+yl+zl彡1)组成,第2半导体由八込办無帥八仏凡咖(0彡x2彡1, 0彡y2彡1,且0彡x2+y2彡1,和0彡z2彡1,0彡wl彡1,且0彡z2+wl彡1)组成,第3 半导体由AUIr^feihhsAi^PhdO彡x3彡1,0彡y3彡1,0彡z3彡1,且O彡x3+y3彡1) 组成。作为一个例子,光吸收构造体中,接受光的照射而激发载流子,在基底基板与第1 传导型第1半导体之间,第2传导型第1半导体和第1传导型第2半导体之间,第2传导型第2半导体和第1传导型第3半导体之间,以及与接触第2传导型第3半导体的低载流子浓度第3半导体的表面相反的表面上中的至少在一个位置,具有抑制载流子的再结合的再结合抑制层。在半导体基板中,在第2传导型第1半导体和第1传导型第2半导体之间,以及,在第2传导型第2半导体和第1传导型第3半导体之间的至少一个位置,还可以包含具有被高浓度掺杂了 P型杂质的P型杂质层及被高浓度掺杂了 N型杂质的N型杂质层的通道连接层。半导体基板,还可以具有接触光吸收构造体的侧壁而形成的抑制在侧壁的载流子的再结合的再结合抑制体。同时,在半导体基板中,比如,从第1半导体、第2半导体、以及第3半导体选择了的1种以上的半导体,在第1半导体、述第2半导体,和第3半导体的各自的距平行于基底基板的表面中心的距离更大的位置中具有构成更大的带隙的组成分布。第1半导体的组成可以根据第1半导体及第2半导体的层叠方向中的距基底基板的距离而发生变化。比如, 第1半导体,具有与基底基板的距离越大而硅的比例越小的组成。在本专利技术的第2方式中,提供一种光电转换器件,具有第1方式的半导体基板,用于将光吸收构造体的入射光转换成电力。该电转换器件,具备使入射光的至少一部分聚光并入射至光吸收构造体的聚光部。聚光部,比如,将入射光所包含的第1色区域的光聚光并入射到低载流子浓度第1半导体,将比第1色区域更短波长域的第2色区域的光聚光并入射至低载流子浓度第2半导体。同时,该光电转换器件,还具有,被配置在光吸收构造体中的入射光入射的面的透明电极,被连接在透明电极上的布线;布线,被配置成不与入射光向透明电极入射的路径重叠的状态。该光电转换器件,基底基板中包含的硅和光吸收构造体被电性地结合,接受入射光的入射,在透明电极和硅之间可以发生电动势。在该光电转换器件中,基底基板,具有与硅的本体区域电性分离且与光吸收构造体电性结合的势阱区域,接受入射光的入射,在上述透明电极和势阱区域之间发生电动势。并且,该光电转换器件,还可与具有覆盖聚光部的表面,吸收或反射比相当于第1 半导体的带隙的波长还长的波长的光的光学膜。该光电转换器件,还可以具有被配置在入射光入射于光吸收构造体的路径上的含有重金属的耐放射线膜。同时,该光电转换器件中还可以是阻碍体具有多个开口,具有在多个开口内形成的多个光吸收构造体,具有与多个光吸收构造体的各个对应的聚光部。多个光吸收构造体比如分别互相串联或并联连接。作为一个例子,互相串联或并联连接的多个光吸收构造体,7与其他的互相串联或并联连接的多个光吸收构造体并联或串联连接。在本专利技术的第3方式中,提供半导体基板的制造方法,包括在含硅的基底基板上方形成阻碍体的阶段、在阻碍体,形成露出基底基板表面的开口的阶段;在开口内部,形成第1传导型第1半导体的阶段;在第1传导型第1半导体上方,形成低载流子浓度第1半导体的阶段;在低载流子浓度第1半导体上方,形成具有与第1传导型第1半导体相反的传导型的第2传导型第1半导体的阶段;在第2传导型第1半导体上方,形成与第2传导型第1 半导体晶格匹配或准晶格匹配的第1传导型第2半导体的阶段;在第1传导型第2半导体上方,形成低载流子浓度第2半导体的阶段;以及在低载流子浓度第2半导体上方,形成具有与第1传导型第2半导体相反的传导型的第2传导型第2半导体的阶段。该低载流子浓度第1半导体,具有比第1传导型第1半导体及第2传导型第1半导体还低的有效载流子浓度,该低载流子浓度第2半导体,具有比第1传导型第2半导体及第2传导型第2半导体还低的有效载流子浓度。在形成第1半导体的阶段和形成第2半导体的阶段之间,可以加热第1半导体。该制造方法,比如,还具有在第2传导型第2半导体的上方,形成第1传导型第3半导体的阶段、在第1传导型第3半导体的上方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦雅彦板谷太郎
申请(专利权)人:住友化学株式会社独立行政法人产业技术综合研究所
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
相关领域技术