專利名稱：：制造半導體構件的方法和制造太陽電池的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及制造半導體構件的方法和制造太陽電池的方法。特別是，本發(fā)明涉及制造包括在廉價襯底上形成的薄膜晶體的半導體構件的方法和利用半導體構件制造高性能的太陽電池的方法。已經廣泛地研究了作為電源的太陽電池，其系統(tǒng)地和各種設備或商業(yè)電源的驅動能源連接。人們愿意使用太陽電池，從而可能在廉價襯底上形成器件，以便滿足對成本的要求。另一方面，通常利用半導體硅構成太陽電池。特別是，從把光能轉換成電能的效率考慮，即從光電轉換效率考慮，單晶硅是非常好的材料。另一方面，從增加面積和減少成本考慮，非晶硅是優(yōu)良的材料。最近幾年，為了獲得象非晶硅那樣的低成本和象單晶硅那樣的高能量轉換效率，則利用多晶硅。但是，由于單晶硅和多晶硅是塊狀晶體，要把它切成片狀襯底則難于使其厚度達到0.3mm以下。于是，不能有效地利用作為襯底的材料，因為這種襯底通常具有大于吸收入射光所需的厚度(20μm至50μm)的厚度。并且，最近幾年，提出來利用旋涂方法形成硅片的方法，其中使熔化硅的液滴流進模具。即使利用這種方法，襯底最小厚度也只能是大約0.1至0.2mm，不夠薄。換句話說，有可能利用其它減薄硅的方法，進一步降低成本。為了達到上述目的，提出一種實現(xiàn)太陽電池高能量效率和低成本的方案，其中從襯底上剝離(Peeled)在單晶硅襯底上生長的薄外延層(Milnes，A.G.andFeucht，D.L.“PeeledFilmTechnologySolarCells”，IEEEPhotovoltaicSpecialistConference，P.338，1975)。這種方法，在形成襯底的單晶硅和外延生長層之間插入SiGe中間層，允許硅層在其上(異質)外延生長。因此，選擇地熔化中間層，來剝離生長層。但是，通常，異質外延生長層易于在生長界面引起缺陷，因為該層和襯底有不同的晶格常數(shù)。并且這種方法在加工成本方面沒有優(yōu)點，因為，利用諸如比硅更貴的鍺材料。而且，美國專利U.SNo.4816420公開了在晶體襯底通過掩模材料利用選擇外延生長獲得薄晶體太陽電池，利用使晶體橫向生長形成片狀晶體，然后把晶體與襯底分離。但是，這種方法，由于通過解理來機械地剝離片狀晶體，則當晶體具有某種尺寸以上時，在剝離過程期間易于損壞片狀晶體。特別是在增加太陽電池的晶體面積的情況，則更難于利用上述方法。并且，日本專利申請公開No.6-45622公開了利用陽極氧化在硅片表面區(qū)形成多孔硅層，從片上剝離多孔層，然后把剝離的多孔層固定到金屬層上，由此用該方法制造薄膜晶體太陽電池。但是，這種方法，由于使金屬襯底暴露到高溫工藝中則雜質易于摻入外延層中，導致限制特性的問題。并且，當獲得非晶硅太陽電池的時候，如果在柔軟襯底，例如，象聚酰亞胺那樣的聚合物膜上，形成薄半導體層，其可能位于具有曲面的襯底上，于是希望擴大應用的領域。但是，因為在上述的單晶或多晶硅太陽電池的工藝中需要高溫，則在高溫條件下難于利用具有不良熱阻的襯底。另外，日本專利申請公開No.8-213645公開使太陽電池的有源層外延生長在通過陽極氧化在硅片表面形成的非晶硅上，然后可能從多孔硅層的部分剝離有源層。因此不僅可能重復利用高價單晶襯底，而且可能在柔軟的低熱阻襯底上形成高效率太陽電池。然而，按照日本專利申請公開No.8-213645，利用CVD方法外延生長有源層。在CVD方法中利用諸如二氯化硅烷(SiH2Cl2)或三氯化硅烷(SiHCl3)的源氣體和大量的氫氣體。當利用大量的高價氣體淀積20到50μm厚的硅膜時，和淀積最多0.5到1.0μm厚的非晶硅比較，從成本考慮其是相當貴的和相當不利的?？紤]到上述情況，本發(fā)明的目的是提供制造具有極好特性的半導體構件的方法和利用半導體構件制造太陽電池的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供制造半導體構件的方法，其中能在不具有耐高溫性能的襯底上形成具有各種優(yōu)良特性的晶體半導體，還提供利用半導體構件制造太陽電池的方法。本發(fā)明的又一個目的是提供制造半導體構件的方法，其中能在柔韌襯底上形成具有各種優(yōu)良特性的晶體半導體，還提供利用半導體構件制造太陽電池的方法。本發(fā)明的再一個目的是提供能被廣泛應用、利用和配置的半導體構件的制造方法，還提供利用該半導體構件制造太陽電池的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供以低成本制造在低溫下具有優(yōu)良半導體特性的半導體構件的方法，還提供利用半導體構件以低成本制造太陽電池的方法，該電池具有諸如優(yōu)良光電轉換特性或使用特性的各種特性。本發(fā)明的還一個目的是提供能顯示高轉換效率的太陽電池的制造方法。本發(fā)明的另一個目的是提供半導體構件，通過從晶體襯底剝離在晶體襯底上形成的外延層可獲得半導體構件，同時獲得晶體襯底，利用廉價原材料以低成本提供高性能的半導體構件，提供利用半導體構件形成的太陽電池，同時提供晶體襯底，其利用廉價原材料，具有高性能和低成本。為了達到上述目的，按照本發(fā)明，提供制造半導體構件或太陽電池的方法，其包括下述步驟利用液相外延在多孔硅層上形成半導體層；把第二襯底粘接到和粘接第一襯底的半導體層表面相對的半導體層上；和利用多孔層從半導體層分離第1襯底，以便把半導體層轉移到第2襯底上。并用，按照本發(fā)明，提供制造半導體構件的方法，其包括下列步驟(a)在第1襯底的表面形成多孔層；(b)把多孔層浸入熔化的溶液中，其中，把要生長半導體層的元素在還原氣氛溶解成過飽和狀態(tài)或基本過飽和狀態(tài)，以便在多孔層表面上生長半導體層；(c)把第2襯底粘接到其上至少形成多孔層和半導體層的第1襯底表面上；(d)在多孔層從第2襯底分離第1襯底，以便把從第1襯底分離的半導體層轉移到第2襯底上。而且，按照本發(fā)明，提供制造半導體構件的方法，其包括下列步驟(a)在第1襯底的表面形成多孔層；(b)把該多孔層浸入到把用于形成待生長的半導體層的元素溶解成所要求的濃度的熔液(meltingsolution)中，該多孔層的表面溫度低于具有所要求濃度的熔液飽合溫度，以便在多孔層表面上生長半導體層；(c)把第2襯底粘接到其上至少形成多孔層和半導體層的第1襯底表面上；(d)在多孔層從第2襯底分離第1襯底，以便把從第1襯底分離的半導體層轉移到第2襯底上。此外，按照本發(fā)明，提供制造半導體構件的方法，其包括下列步驟(a)在第1晶體襯底的表面形成多孔層；(b)通過分解源氣體在多孔層表面汽相生長第1薄膜半導體層；(c)把第1薄膜半導體層浸入熔化的溶液中，其中，把要形成第2薄膜半導體層的元素在還原氣氛下溶解成飽和狀態(tài)或過飽和狀態(tài)，以便在第1薄膜半導體層上液相生長第2薄膜半導體層，其導電類型不同于第1薄膜半導體層的導電類型；(d)把第2襯底粘接到第2薄膜半導體層的表面或粘接到在第2薄膜半導體層上另外形成的表面上；(e)在多孔層上施加力從第1襯底分離第1薄膜半導體層，以便把第1薄膜半導體層轉移到第2襯底上。此外，本發(fā)明還提供一種制造包括含有多孔層的襯底和在多孔層上形成的半導體層的半導體構件或太陽電池的裝置，該裝置包括液相生長容器，用于把第1薄膜半導體層浸入熔液中，其中，在還原氣氛下把形成第2薄膜半導體層的元素溶解到飽和狀態(tài)或過飽和狀態(tài)，以便通過液相在第1薄膜半導體層表面上生長第2薄膜半導體層；在汽相生長容器和液相生長容器之間傳送襯底同時保持還原氣氛的裝置。上述方法，最好在多孔層上形成半導體層，使半導體層依次包括通過汽相外延形成的區(qū)域和通過液相外延形成的區(qū)域。而且，上述方法還包括下述步驟，在從半導體層分離后，除掉第1襯底表面上保留的多孔層。還有，希望利用熔液進行液相外延，其中把用于形成待生長的半導體層的元素溶解成過飽和狀態(tài)或基本上過飽和狀態(tài)。此外，最好在還原氣氛下進行液相外延。而且，液相外延最好包括使熔液和多孔層接觸，溶液中溶解用于形成待生長的半導體層的元素。還有，液相外延最好包括使熔液和在多孔層上形成的外延層接觸，溶液中溶解用于形成待生長的半導體層的元素。此外，希望通過汽相外延形成外延層。還有，最好液相外延包括利用用于形成待生長的半導體層的元素的熔液，使該熔液和多孔層的表面接觸，同時使多孔層表面溫度低于在具有要求濃度的溶液中的元素飽和的溫度。還有，希望利用分解源氣體進行汽相外延，同時提供形成還原氣氛的氣體。還有，可以利用粘合劑進行粘接第2襯底的步驟。這種情況，粘合劑包括可溶水的粘合劑。還有，在一個分開表面上提供第3襯底，用于分離和轉移半導體層到第2襯底上。這種情況，可以分離第2襯底，把半導體層轉移到第3襯底上。還有，第2襯底具有水滲透性。而且，通過降低用于第2襯底粘接劑的粘接作用，進行分離第2襯底。這種情況，希望利用穿過第2襯底的液體來降低粘接作用。此外，把多孔膜中的雜質擴散進半導體層。最好以銦作為溶劑進行液相外延。還有，在上述制造方法中，最好在形成摻雜半導體層以前，利用液相生長進行表面處理后，在第1襯底支撐面上形成沒有摻雜的半導體層或低摻雜的半導體層。還有，在上述方法中，可以把具有99.99％或以下純度的半導體用于第1襯底。還有，在上述方法中，第1襯底可以是晶體，特別可以是單晶硅。還有，在上述裝置中，提供汽相生長容器，用于在還原氣氛中分解源氣體，以便利用汽相在襯底多孔層表面上生長第1薄膜半導體層。按照本發(fā)明，生長外延層用于提供高性能和高質量的半導體器構件，還用于提供較高轉換效率的太陽電池。為了低成本的外延生長硅，最好利用液相外延生長方法，而不是利用諸如CVD方法的汽相外延生長方法。在液相生長方法，在諸如Sn、In、Cu或Al熔化金屬中，熔解硅晶粒，其中浸漬晶體襯底，在過飽和溶液中把硅生長在襯底上。液相生長方法所使用的原材料是高價的，并且，消耗的原材料被還原。而且，由于以很低溫度進行生長，和硅熔點比較，要低于100℃以下。從能量考慮，液相生長方法優(yōu)于旋涂方法。但是，當實際上利用液相生長方法生長硅時，在現(xiàn)存條件下，不只是少數(shù)情況，生長的硅不耐用于太陽電池，因為存在生長異常晶粒問題，或者生長的薄膜半導體層不能被分離。因此，通常難于達到諸如單晶或者多晶那樣的高性能和諸如非晶硅那樣的低成本。而且，外延生長的襯底(第1襯底)，不但能夠用于單晶硅片，而且也能用于高質量的多晶硅片。但是，為了防止雜質從襯底擴散的影響，要求高純度的襯底，以便在襯底本身上制造器件。因此，考慮到成本，希望至少幾十次重復利用襯底。但是，當增加重復利用次數(shù)時，要根據晶體表面狀態(tài)等的變化、來改變陽極氧化的條件，由此產生生產管理困難。考慮上述情況，以太陽電池作為例子說明本發(fā)明的實施例。本發(fā)明采用把半導體層轉移到第二襯底的工藝。由于必要時可能在本發(fā)明的半導體層上形成諸如晶體管、二極管或LED的半導體器件，所以本發(fā)明不特別限于對太陽電池的制造。圖1表示按本發(fā)明方法制造太陽電池結構實例的簡略橫截面圖，圖2A到圖2I分別表示按本發(fā)明制造步驟優(yōu)選實例的簡略橫截面圖。在圖1和圖2A到圖2I中，各標號分別表示105和205表示襯底；109和209表示背面電極；104、204表示p+(或n+)型層；103和203表示有源p-(或n-)層；106和206表示n+(或p+)型層；107和207表示透明導電層；108和208表示收集極。該例中，n+(或p+)型層106、206和有源p-(或n-)型層103、203形成半導體結，以便產生光電動勢。有源p-(或n-)型層103和203是主體，其吸收太陽光產生載流子，在硅情況，厚度為大約10到50μm。另一方面，使n+(或p+)型層106和206足夠厚達到1μm或以下。而且，p+(或n+)型層104和204在電極109、209和層104、204之間形成背面場，起防止在電極109和209附近載流子重新結合(rebond)的作用，盡管那不是主要的。在厚度在1μm或以下時，它們起相當大的作用。在該例中，n+(或p+)型層106和206，有源p-(或n-)型層103和203，p+(或n+)型層104和204的表示是指如果層106和206是n+型，層103和203是p-型，層104和204是p+型、而另一方面，如果層106和206是p+型、層103和203是n-型，層104和204是n+型。于是，這些層具有各導電型的組合功能，在包含n+型層106和206的組合層中、收集電極側產生負電動勢，而在p+型層106和206的組合層中，在收集電極側產生正的電動勢。接著，參考圖2A到圖2I、敘述本發(fā)明制造步驟的概況。例如，利用單晶半導體片作為第1晶體襯底201。當制造晶片時，熱擴散雜質，注入離子到第1襯底201的表面，或摻雜雜質，至少使片子表面成為p+(或n-)型(如圖2A所示)。然后，在HF溶液中陽極氧化摻雜面的片子表面，形成多孔層202(圖2B)。由陽極氧化形成的多孔結構，在日本專利申請公開No.7-302889公開，陽極氧化的電流，例如是從低到高進行變化這種方法預先由多孔層結構給出多孔性的變化，由此能夠控制，使襯底和半導體層，在外延生長后易于在多孔層相互分離。接著，利用液相外延生長方法，在多孔層上外延生長作為有源層p-(或n-)的單晶半導體層203。于是，需要時外延生長p+(或n+)型層的單晶半導體層204。還有，把其上形成背面電極209的第2襯底205連接到單晶半導體層204上，或者，在形成單晶半導體層204后，在單晶半導體層204上面形成背面電極209，然后，在其上連接第2襯底205(圖2D到圖2E)。在連接的第2襯底205和第1晶體襯底201之間加力，以便機械地分離多孔層，由此，從第1結晶襯底201把單晶半導體層203和204轉移到第2襯底205上(圖2F)。轉移后，通過腐蝕除掉在單晶半導體構件203表面上保留的多孔層202a，形成n+(或p+)型半導體層206，透明導電層207和收集極208、制成太陽電池(圖2G到圖2H)。在分離后通過腐蝕，除掉和處理在第1晶體襯底201的表面保留的多孔層202b，然后再對第1結晶襯底進行第1步驟的處理(圖2A)。然后，更詳細地敘述本發(fā)明的制造方法。首先，敘述利用硅作為能形成多孔層202(即、由硅制成多孔層的例子)的第1晶體襯底201材料的實例。認為多孔硅層202的機械強度比體硅弱得多，盡管其決定于多孔性。例如，如果多孔率是50％，其機械強度是體硅的一半或者更小。當把第二襯底205連接到多孔硅層202的表面時，如果在第2襯底205和多孔層202之間進行充分粘接，然后通過在硅片201和第2襯底205之間在多孔層處施加壓縮張力或分配力破壞多孔硅層202。如果增加孔隙率，則由弱的力就能破壞多孔層202。利用10％以上濃度的HF溶液進行陽極氧化就能使硅襯底形成多孔層。陽極氧化時的電流量，最好是在大約幾到幾十mA/cm2，盡管這取決于HF濃度，要求的多孔層厚度，多孔層表面態(tài)等。而且，通過把諸如乙醇之類的乙醇加入HF溶液，不用攪拌，可從反應的表面，除掉陽極氧化時產生的反應氣體的氣泡，因此、能夠均勻和有效地形成多孔硅。根據HF濃度、所要求的多孔層厚度、多孔層表面態(tài)等，適當?shù)丶尤胍掖紨?shù)量。特別是要防止HF濃度太低。單晶硅的密度是2.33g/cm3，因此通過改變HF溶液濃度為50％到20％，來改變多孔硅層密度為1.1到0.6g/cm3。還有通過改變陽極氧化電流可改變孔隙率。當增加電流時，也增加孔隙率。在利用陰極氧化、形成多孔硅的陽極反應時，需要正空穴(positivehole)。因此，利用主要存在正空穴的p-型硅形成多孔硅(T.Unagami.J.Electrochem.Soc.，Vol.127.476(1980))。但是，另一方面，已經報道，使低阻抗(low-resistant)的n型硅形成多孔硅(R.P.Holmstromand.J.Y.Chi，Appl.Phys.lett.，Vol.42386(1983))。這樣，可能使低阻抗的硅形成多孔硅，而不考慮p型或者n型的種類。根據導電類型可選擇地使硅成為多孔硅，以FIPOS(由氧化的多孔硅充分絕緣)在黑暗地方進行陽極氧化，可以僅僅使p型硅成為多孔硅。利用陽極氧化使單晶硅形成多孔硅，通過透射電子顯微鏡觀察，看到其具有直徑大約為幾nm，其密度變成單晶硅的一半以下。實際上保持單晶特性，由此，能使外延層在多孔硅上生長。而且，因為多孔層在內部有大量的微小孔隙，所以和體積相比，顯著地增加表面積。結果，和通常單晶層腐蝕速率相比，顯著地增加了化學腐蝕速率。而且已經知道，在外延生長以前，通過在氫氣氛中在950℃到1100℃條件下退火，獲得優(yōu)良的外延層。假定這是因為在還原氣氛下以高溫重新形成和平整多孔層的最外表面(NikeiMicroDevice，Julyof1994，P.76)。類似地，當由多晶硅代替單晶硅時，通過陽極氧化獲得多孔層，而且可能在多晶硅的多孔層上生長晶體硅層(在這種情況，能夠相應于多晶硅晶粒尺寸部分地進行外延生長)。下面參考各種實施例，更詳細地敘述。然后，敘述形成薄膜半導體層的液相生長方法。圖3是用溶劑M和溶質S(例如硅)的熱平衡狀態(tài)，解釋本發(fā)明的液相外延生長方法的簡圖。在該圖中，水平軸501表示溶液中溶質S的平均濃度(取決于環(huán)境的表面濃度)，其左端表示純溶劑狀態(tài)，溶質濃度S朝右側增加。垂直軸502表示溶液的溫度，把溶液狀態(tài)粗略地分成兩個區(qū)域，以曲線503作為邊界。在區(qū)域504的位置p，在溶劑M中均勻地溶解溶質S，其濃度與水平軸表示的濃度一致。在區(qū)域505，凝固和淀積溶質S的一部分，例如，在0點共同存在固態(tài)S和具有濃度Dg的溶液。把在曲線503上RO位置的溫度不溶解的材料組成的物質浸漬在處于Ro位置狀態(tài)的溶液中，隨著溶液溫度逐漸增加，溶液中溶質S濃度沿曲線503減少，例如，直到R1。相應于R0和R1之間濃度差的溶質S，淀積在固態(tài)襯底的表面。特別是，在晶體襯底情況，固體S也按照該襯底的結晶性變成晶體，其被稱為“外延生長”。通常，當襯底的材料和固體S的材料相同時，則最容易外延生長。但是，即使它們的材料不同，也能外延生長(異質外延生長)。這種方法使薄膜半導體在第1晶體襯底表面進行生長。一般，把襯底浸漬到正好是飽和狀態(tài)或稍微過飽和狀態(tài)很短的時間，然后調整到飽和溶液，開始晶體生長。假定上述方法，通過熱平衡效應，從襯底表面除掉雜質和缺陷，這樣易于生長高質量的晶體。但是，已經證明，當用液相方法在多孔層上實際生長晶體時，會引起某些問題。下面，根據本發(fā)明的實驗對此進行說明。不用液相生長方法，也能進行外延生長，例如，通過加熱或等離子作用(CVD方法)分解諸如硅烷(SiH4)，二氯化硅烷(SiH2Cl2)或三氯化硅烷(SiHCl3)進行外延生長的方法。然而，由于液相生長方法是最接近熱平衡狀態(tài)的晶體生長，容易獲得高質量薄膜半導體層，所需淀積材料是低成本的材料。首先，圖4表示適于按照本發(fā)明生長用于太陽電池的半導體層的裝置的示意性結構之剖面圖。實驗1到3和實施例1利用該裝置。如圖4所示，整個裝置大致分成3部分。標號401表示一個裝載室，通過關閉開/關門402使其內部保持密封。標號403表示氮管道，其用氮替換401室中的氣氛。標號404表示氫氣退火容器或者汽相生長容器，通過閥門405可在容器404和裝載室401之間運送樣品。可把成膜的氫氣或者源氣體從氫氣輸送管道406輸送到氫氣退火容器404。同時控制氫或者源氣體的流速。標號408表示用于加熱襯底416的加熱器，其位于容器404的內側。如此設置由相互連接一對硅片構成的各襯底416，使許多襯底416的每個襯底相互平行，同時通過夾具使襯底之間保持一定距離。利用附圖沒表示的傳送機械裝置，通過氣體閥門可垂直地傳送襯底。標號409表示液相生長容器通過閥門410可在氫氣退火容器404和液相生長容器409之間傳送樣品。從氫氣輸送管道411把氫氣輸送到液相生長容器409，在液相生長期間可使氣氛保持在還原狀態(tài)。標號414表示用加熱器413進行加熱的碳船，諸如硅的形成半導體層的元素和所要求的摻雜元素被熔解在低熔點的金屬例如In中，其存在于碳船414的內部中。標號407和412表示排氣管標號415表示熔化材料。在作為襯底的p型硅片的表面通過標準的陽極氧化形成多孔層后，使其襯底表面溫度(Tsurf)為1050℃在氫氣流中保持30分(退火)然后降低溫度到900℃。另一方面，把硅熔解到溶劑溫度(Tm)為900℃的金屬銦溶劑中，濃度正好達到飽和濃度。以后把其表面通過標準陽極氧化形成多孔層的p型硅片浸入表面溫度(Tsurf)為900℃的溶劑中，然后，以-1℃/分冷卻速率逐漸進行冷卻。結果，在硅片表面淀積硅層。但是，在表面發(fā)現(xiàn)不均勻的結構。獲得不連續(xù)的環(huán)狀RHEED(反射高能電子衍射)圖象。因此，發(fā)現(xiàn)生長的硅是不規(guī)則的多晶硅。另外，當要分離該膜時，有一部膜殘留而沒有分離，該膜不能用于太陽電池。但是，利用二氯化硅通過CVD方法在具有相同條件的多孔硅層上生長晶體時，獲得了非常光滑的單晶膜。而且，整個膜可以完全分開。另一方面，類似地，在相同的p型硅片上在相同的條件下，沒有形成任何多孔硅層，在這樣的情況進行液相生長，則獲得了高質量的單晶。換句話說，已經發(fā)現(xiàn)當在多孔層上進行液相晶體生長時，產生固有問題。在900℃的金屬銦中，溶解硅，直到正好變成飽和狀態(tài)。換句話說，飽和溶液的溫度Tsat是900℃。在把溶劑的溫度設定在如表1Tm欄所示的數(shù)值后，在如同實驗1的氫氣流中退火其表面通過標準陽極氧化形成多孔層的p型硅片，然后把硅片浸入該溶劑中，同時設定襯底表面溫度等于溶劑的溫度(Tsurf＝Tm)，然后以-1℃/min的冷卻速率逐漸冷卻，直到淀積20μm厚的薄膜硅。結果，如表1所示，發(fā)現(xiàn)，RHEED圖象和分離狀態(tài)的差別取決于Tm。表1</tables>本實驗中，當Tm小于Tsat時，如圖3中Q點那樣，立刻淀積相應于過飽和濃度含量那樣的硅含量。但是，實際上在某范圍溶液中，可能存在過飽和硅。過飽和狀態(tài)是不穩(wěn)定的，認為如果在溶液中有諸如晶片的固體存在，則硅從最靠近晶片表面的溶液開始往晶片上淀積。這種方法，已經證明，在溶液制成某種飽和狀態(tài)后，通過浸漬硅片，能顯著地改善薄膜半導體的狀態(tài)。實驗結果，同時改變Tsat和Tm，本發(fā)明得出下述結論，當基本上滿足Tsat-Tm≥5℃時，則結晶性非常好，并且可能生長容易分離的膜。但是，如果飽和狀態(tài)顯著，則立刻從溶液中淀積溶質，因此，不能形成穩(wěn)定的淀積。本發(fā)明人認為，獲得上述結果的原因如下所述。即認為從微觀考慮，即使在淀積溶質的情況，當存在大的凈量要淀積的溶質原子進行淀積的情況(在這一點上認為這種方法和CVD方法不同，在CVD方法，淀積基本上發(fā)生一種形式的分子汽相化學反應)，將被淀積的溶質原子和將被溶解的溶質原子在晶片表面上同時存在。因此，認為初始生長階段不進行凈的淀積或者凈淀積的速率很低，因為存在大量的從襯底分解的原子，初始襯底結構隨時間發(fā)生變化。特別是，由于多孔層具有大的有效表面和優(yōu)良的多孔性，不斷使溶液中的襯底和溶質輸運，以致于多孔層易于顯著的變化。因為上述原因，認為這降低結晶性或者嵌入微孔，由此，難于在下述步驟中進行分離。并且，對于液相生長方法，一般認為，在初始襯底浸漬階段、如果溶液沒有達到飽和，則不能生長高質量的晶體。但是，如果多孔層處于高溫還原氣氛中，則除掉表面缺陷和除掉諸如氧的雜質。因此，從上述情況可知，在溶液開始就處于過飽和的情況、更容易獲得高質量的晶體。在金屬銦溶劑中在900℃條件下溶解硅，直到溶液具有使硅剛好達到飽和的濃度。把其表面通過標準陽極氧化形成多孔層的p型硅片在氫氣流中進行退火，以后把硅片浸漬在溶劑中、同時按照表2所示的Tsurf欄中數(shù)值設定襯底表面的溫度，然后以-1℃/分的冷卻速率使其逐漸冷卻，以便淀積20μm厚的薄膜硅。認為在把硅片浸漬在溶液后，襯底表面溫度立刻與溶劑的溫度一致。表2</tables>認為雖然在初始生長階段金屬銦溶劑不過飽和，但是如果滿足Tsurf＜Tsat、最好Tsat-Tsurf≥5℃，則基本上防止在多孔層上產生有害的影響。保持Tsat＝Tm＝900℃直到開始冷卻。接著，敘述結的形成。在圖1中，利用液相外延生長方法，分別在襯底105側面上生長p+(或n+)型層104(用于形成背面場)和在入射光一側生長n+(或p+)型層106，用p-(或n-)型有源層103把它們分開。例如，在Ga溶劑的情況，把Ga溶解在硅膜中，使硅摻雜變成p+型。在Sb溶劑的情況，把Sb溶解在硅膜中，使硅摻雜變成n+型。在In溶劑的情況、因為難以在硅中溶解In、則把Ga填加在In中，則使硅摻雜變成p型。類似地，把As摻到In中，則使硅摻雜而變成n型。另一方案，在把雜質擴散源涂在或沉積在有源層103的表面進行熱擴散，或者利用離子注入把雜質原子注入到硅層，可以形成結。而且，如上所述，在分離半導體薄膜后，可單獨地在入射光一側形成n+(或p+)型層106。在利用低耐熱襯底，諸如樹脂膜的情況，必須采用諸如等離子CVD的淀積方法，利用該方法，能夠在低溫進行淀積。下面結合實施例對細節(jié)進行敘述。接著，參考附圖2A到圖2I敘述第1晶體襯底及其重復利用。如上所述，為了使薄膜晶體生長，最好利用硅片作為第1襯底?？梢該诫s整個硅片使其變成p型，或只摻雜硅片表面，使其表面變成P型，以便對硅片進行陽極氧化。當利用這種方法時，進行諸如熱擴散或離子注入的測量。利用陽極氧化使P型層形成多孔層，以便制造多孔層202。并且，選擇地除掉從硅結晶襯底上分離的有源層203上面殘留的多孔層202a。選擇地除掉殘留在從其上分離有源層203的晶體硅襯底表面上的多孔層202b，以便重新利用。至少利用下述腐蝕液中的一種腐蝕液，通過無電濕法方式，只化學腐蝕多孔硅標準硅腐蝕溶液；選擇地腐蝕多孔硅的氫氟酸溶液；至少加入乙醇和過氧化氫水溶液之一到氫氟酸中的混合溶液；緩沖氫氟酸；至少加入乙醇和過氧化氫水溶液之一到緩沖氫氟酸中的混合溶液。由于重復地進行分離步驟，則逐漸地減少第1襯底的厚度。具有逐漸增加硅表面粗糙度和缺陷的趨勢。這些因素限制了可重復利用硅片的次數(shù)。可利用高價硅單晶片的次數(shù)大大地影響成本。從上述考慮，可進行幾種改進。即，通過外延生長可恢復厚度。這種情況，利用低成本進行生長的液相外延生長方法特別方便。從降低成本考慮，上述方法有某些優(yōu)點。即，在生長期間，通過摻雜外延層使其變成p型時，則對于p型就不需要進行摻雜步驟了。而且，即使利用諸如雜質濃度不穩(wěn)定的低質量的硅片，也能改善陽極氧化步驟的重復性，使多孔層質量穩(wěn)定。但是，當在把表面摻雜成p型步驟之前，淀積非摻雜的或低濃度摻雜的外延層時，能進一步改善陽極氧化的重復性。雖然引起粗糙度等，重復使用的表面嚴重地影響后續(xù)步驟，但是如果需要，可以采用機械研磨工藝。假定上述的薄膜半導體是單晶。然而，這不是主要的。本發(fā)明用于太陽電池，即使薄膜半導體是多晶，如果考慮的晶粒尺寸是大約1mm，實際上太陽電池具有高性能。即使第1晶體襯底是多晶，在各晶粒區(qū)域進行局部外延生長，也能獲得多晶薄膜半導體層，參考實施例敘述其細節(jié)。本發(fā)明的太陽電池，恰當?shù)乩镁壑ぷ鳛榈湍蜔岬囊r底，在其上轉移薄膜晶體半導體層，代表的材料是聚酰亞胺。也可能利用玻璃和由樹脂類材料制成的塑料板。在本發(fā)明的太陽電池中，作為連接襯底到薄膜晶體半導體層的方法，恰當?shù)夭捎孟率龇椒ǎ窗阎T如銅膏的導電金屬膏或者銅膏設置在襯底和薄膜晶體半導體層之間，然后燒結它們和使它們相互連接。在這種情況，諸如銅或銀的金屬，燒結后成為背面電極和背面反射層。在諸如聚脂膜之類襯底的情況，用下述方法可以使襯底和薄膜晶體半導體層相互連接在一起，即把溫度升高到薄膜襯底的軟化點，則該襯底和薄膜晶體半導體層相互緊密接觸(這種情況，首先在薄膜半導體層表面形成背面電極)。本發(fā)明的太陽電池中，為了減少入射光的反射損耗，把半導體層的表面進行結構處理。在硅情況，利用聯(lián)氨NaOH、KOH等進行處理。使結構處理形成的金字塔的高度在n到n+μm之間。接著，參考圖5A到圖5H敘述按照本發(fā)明另一制造方法的各步驟概況。首先，利用例如單晶半導體片作為第1晶體襯底201。在制造晶片期間利用熱擴散和離子注入把雜質摻入單晶半導體片或晶片的表面，至少在片子表面形成p+(或n+)型層(圖5A)。然后，把摻入雜質的片子表面在HF溶液中進行陽極氧化、以便形成多孔層202(圖5B)。接著，用汽相外延生長方法在多孔硅層上面外延生長n+(或p+)型第1單晶半導體層206。保持還原氣氛，利用液相外延生長方法，在單晶半導體層206上外延生長作為有源p-(或n-)型層的第2單晶半導體層203。以后，如果需要，外延生長p+(或n+)型層的第3單晶半導體層204(圖5c)。此外，把預先在其上形成背面電極209的第2襯底205連接到p+(或n+)型層204上，或者在形成p+(或n+)型層204后，在p+型層204上面形成背面電極209，然后把第2襯底205連接到p+(或n+)型層204上面(圖5D到圖5E)。在第2襯底205和第1晶體襯底201之間施加外力使其相互連接，然后機械地分離多孔層202、由此把單晶半導體層204、203、206從第1晶體襯底201轉移到第2襯底205上面(圖5F)。轉移后，通過腐蝕除掉于單晶半導體層206表面上殘留的多孔層202a，然后形成透明導電層207和收集極208，以便提供太陽電池(圖5G)。經過分離步驟的第1晶體襯底201，在通過腐蝕等除掉在其表面上殘留的多孔層202b，再進行處理后，又進入(如圖5H)所示的初始步驟(圖5A所示)。由此可見，圖5A到圖5H所示的實施例不同于圖2A圖2I所示的實施例，其中，利用汽相外延生長方法在多孔層上面外延生長半導體層，并且利用圖2A到圖2I所示的液相生長方法，進行外延層生長。接著，敘述形成薄膜半導體層的汽相生長方法。對于汽相生長方法，有熱CVD方法，LPCVD方法，濺射方法，等離子CVD方法，光CVD方法等。由諸如Si2H2Cl2，SiCl4、SiHCl3、SiH4、Si2H6、SiH2F2，或Si2F6的硅烷或鹵化硅烷提供晶體生長的源氣體。并且，作為運載氣體，或者為達到獲得促進晶體生長的還原氣氛的目的，在上述源氣體中加入氫氣(H2)。優(yōu)選地設定源氣體和氫的混合比率為1∶10到1∶100(輸送氣流比)，按照本發(fā)明還要適當?shù)貨Q定源氣體的種類和形成的條件。更好的比率設定為1∶20到1∶800。在形成化合物半導體層的情況，利用MOCVD方法和MBE方法。關于這些晶體生長的源氣體，例如，在形成GaAs的情況，在MOCVD方法中利用Ga(CH3)3，AsH3，Al(CH3)3等。關于生長溫度，在用熱CVD方法生長硅的情況，適當?shù)卦O定為800到1250℃，希望更好地把溫度控制在850℃到1200℃。在由MOCVD方法生長GaAs的情況，希望把溫度控制在650℃到900℃，在等離子CVD方法中，適當?shù)乜刂圃?00℃到600℃，控制在200到500℃更好。類似地，在除MBE方法的方法中，把氣壓設定在大約10-2到760乇，更好地設定為10-1到760乇。在利用MBE方法的情況，把后一氣壓設定在10-5乇或以下，更好地設定為10-6乇或以下。然后敘述在利用汽相生長方法生長的單晶半導體層上，用于形成厚晶體半導體層的液相生長方法。用上述方法可基本上進行液相生長。但是，當在由汽相生長方法生長的晶體半導體層上，利用液相方法生長晶體時，發(fā)現(xiàn)具有產生某些問題的情況。把其表面通過標準陽極氧化形成多孔層的p型硅片放在氫氣流中，在表面溫度為Tsurf＝1050℃條件下，加熱30分，然后把溫度降到900℃。接著，利用熱CVD方法，以氫作為運載氣體，二氯化硅烷(SiH2Cl2)作為源氣體，磷烷(PH3)作為n型摻雜劑在多孔層表面上淀積厚度為0.5μm的n+型晶體硅。把從CVD裝置取出的硅片放入其內部由氫氣流形成的還原氣氛的液相生長裝置中，在Tm＝900℃的金屬銦溶劑中溶解硅，直到濃度正好變成飽和狀態(tài)。并且，把表面溫度Tsurf＝900℃的片子浸入到加入微量p型雜質鎵的溶液中，然后以-1℃/分的冷卻速率逐漸進行冷卻。結果，在硅片表面淀積厚度為25μm的p-型硅層。這是關于樣品1的情況。為了比較，利用相同的CVD裝置，以乙硼烷(B2H6)作為p型摻雜氣體，依次淀積具有相同厚度的n+型硅層，p-型硅層。這就是關于樣品2的情況。而且，為了比較，用與樣品1相同的方法，在n+型單晶片上淀積p-型硅層。這是關于樣品3的情況。觀察這些樣品RHEED圖象的結果，可確認進行了外延生長，因為在所有樣品中發(fā)現(xiàn)了點狀圖象。在樣品2和樣品3，點狀圖象比較清晰，并且觀察到條紋線和木紋(Kikuchi)線。于是發(fā)現(xiàn)樣品具有高質量的結晶。把各樣品浸入腐蝕液中，其中在氫氟酸水溶液中溶解鉻酸鉀，保持5分鐘，用于顯示缺陷(其被稱為“二次腐蝕”)。結果，通過用光學顯微鏡觀察，在樣品1中發(fā)現(xiàn)缺陷大約為108/cm2，在樣品2和樣品3中僅觀察到缺陷大約為105/cm3。也就是，發(fā)現(xiàn)在疊置由汽相外延生長形成的膜和由液相外延生長形成的膜時，產生固有的問題。改變實驗4利用的CVD裝置和液相生長裝置，通過閥門把它們相互連接起來，則沒有使樣品暴露在大氣中而能傳送樣品。首先在p型硅片上淀積n+型硅，其上按實驗4的方法形成相同的多孔硅。接著，當把氫輸送到CVD裝置和液相生長裝置時，打開閥門，把片子從CVD裝置傳送到液相生長裝置。然后按照實驗4的方法通過液相生長方法淀積p型硅層。這就是有關樣品4的情況。然后，為了確認改進的裝置的作用，在用CVD方法完成晶體生長后，把樣品的溫度降低到室溫，打開CVD裝置使其暴露到大氣中。然后用氫替換大氣，把樣品傳送到液相生長裝置，按照與形成樣品1的相同方法，淀積p-型硅層。這就是關于樣品5的情況。結果，清晰地顯示RHEED圖象和二次腐蝕的情況，表明樣品4比樣品5具有較好的結晶性。本發(fā)明認為樣品4和5的結果如下所述，即完全由汽相生長的晶體表面受到諸如氯的污染。當此污染暴露在大氣中時，破壞還原氣氛、水解反應發(fā)生，其有害地影響晶體生長。結果，在汽相生長和液相生長之間保持還原氣氛可抑制污染的有害影響。利用與實驗5中樣品4的生產方法相同的方法，制造一系列樣品，假定在把襯底浸入溶液之前立刻改變襯底的表面溫度。全部樣品顯示出優(yōu)良的結晶性。然后，在這些樣品的表面、淀積鎂和鋁的疊層電極。把鎂用于獲得和p-型硅的歐姆接觸。由于這些樣品具有n+型和p-型結，它們顯示出二極管的整流特性。把施加到p-型+1V產生的電流值和施加到其上-1V產生的電流值的比率定義為整流比率，則表3表示樣品6到10的各樣品整流比率。表3</tables>如表3所示，當Tsurf低于溶液溫度(Tm＝900℃)時，獲得較好的整流比率。當Tsurf較高時，在把襯底浸入溶液后，n型雜質開始浸入溶液，則立刻發(fā)生深腐蝕。當在n型雜質沒有充分擴散前，對進行淀積，則認為n型雜質混入有源層，其當然應該是p-型層，由此，有害地影響結特性。圖1是表示關于太陽電池結構實施例的橫截面簡圖。圖2A、2B、2C、2D、2E、2G、2H和2I是說明關于形成半導體構件或半導體器件的方法步驟實施例的簡圖；圖3是表示溶液濃度和溫度之間關系的曲線圖；圖4是說明關于制造裝置實施例橫截面結構簡圖5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G、5H是說明關于形成半導體構件或半導體器件的方法步驟的另一實施例的簡圖；圖6是說明關于制造裝置另一實施例橫截面結構的簡圖。圖7是說明關于制造裝置另一實施例橫截面結構簡圖。圖8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G和8H是說明關于形成半導體構件或半導體器件的方法步驟的實施例的工藝簡圖。圖9是說明關于太陽電池結構另一實施例的橫截面的簡圖。圖10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10J、10K、10L、10M是說明關于形成半導體構件或半導體器件的方法步驟另一實施例的工藝簡圖。圖11A、11B、11C、11D、11E、11F、11G、11H、11I、11J是說明關于形成半導體構件或半導體器件方法各步驟實施例的簡圖。圖12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G、12H、12I、12J、12K、12L、12M是說明關于形成半導體構件或半導體器件的方法步驟另一實施例的簡圖。下面參考附圖更詳細地說明本發(fā)明的各實施例、上述本發(fā)明不限于下述的各實施例。該實施例表示通過圖2A到圖2I所示的各步驟把單晶硅層轉移到聚酰亞胺膜上來形成太陽電池的方法。利用BCl3作為形成p+型層的熱擴散源，在1200℃溫度下把硼(B)熱擴散到500μm厚的單晶硅片201的表面，形成大約3μm厚的擴散層(圖2A)。然后，在HF溶液中按表4所示的條件進行陽極氧化，在該片子上形成多孔硅層202(圖2B)。表4然后，利用逐漸冷卻的方法，液相外延生長硅。首先在氫氣流中以900℃在碳船中熔化金屬銦(In)。溶解多晶片、同時攪拌溶液，直到它飽和為止。然后把溶液溫度慢慢地下降到894℃，以便提供晶體生長溶液。其后，調節(jié)氣氛溫度，設定其上在氫氣氛中形成多孔層202的單晶硅片溫度為1030℃，然后，退火1小時。然后，降低溫度直到其變成與溶液溫度相同。在這種狀態(tài)，把表面形成多孔層的片子浸入溶液中，以-1.0℃/分的冷卻速度進行逐漸冷卻。在多孔層202上淀積20μm的非摻雜薄膜硅層203、然后從溶液中提起它(圖2C)。接著，在碳船中在900℃下單獨地熔解金屬銦(In)、使硅達到飽和。另外，熔化含0.1原子％硅的鎵(Ga)，提供晶體生長溶液。接著，把形成非摻雜薄膜硅層的晶片浸入該溶液中，在薄膜硅片上淀積厚度為1μm的p+型薄膜硅層204，然后從溶液中提起(圖2D)。利用絲網印刷，在50μm的聚酰亞胺膜205的表面上涂覆20μm厚的銅膏209，該表面和晶片的上述p+型薄膜硅層204的表面緊密連接。在這種狀態(tài)，把其放入爐中，在300℃的條件下燒結銅膏20分，使聚酰亞胺膜和晶片相互連接(圖2E)。在聚酰亞胺膜和晶片相互連接的情況，用真空夾具(圖中沒有示出)固定沒有連接的晶片的另一表面，從聚酰亞胺膜205的一端施加外力進行剝離，從晶片201分開硅層203和204，然后轉移到聚酰亞胺膜205(圖2F)。在從片子201分離后，選擇地腐蝕保留在薄膜硅層203上面的多孔層202的殘留層(多孔層202a)，同時攪拌由氫氟酸，過氧化氫水和純水構成的混合溶液。保留薄膜硅層203，沒有腐蝕，只是完全腐蝕掉多孔層202的保留層。對于非多孔硅單晶來說，上述腐蝕溶液的腐蝕率是很低的，多孔層的腐蝕率對非多孔層的腐蝕率的選擇性比率達到105以上、所以實際上?？梢院雎苑嵌嗫讓拥母g量(大約幾十埃)。用透射電子顯微鏡觀察該層剖面的結果證實，其具有優(yōu)良的結晶性，薄膜硅層203沒有引入新的晶體缺陷。利用用于清潔處理的由氫氟酸和硝酸組成的腐蝕液腐蝕位于聚酰亞胺膜205上的薄膜硅層203的表面后，利用市場上可以買到的等離子CVD裝置在表5所示的條件下，在薄膜硅層203上淀積厚度為200埃的n型微晶硅層206(以后稱為“μc-Si”)。這種情況，μc-Si層的暗電導率是5S/cm，其中s(西門子)是ohm(Ω)的倒數(shù)。表5</tables>最后，利用EB(電子束)蒸發(fā)淀積在μc-Si層上形成ITO透明導電膜(82nm厚)和收集電極[Ti/Pd/Ag(400nm/200nm/1μm厚)]，以便提供太陽電池(圖2H)。利用聚酰亞胺膜上的單晶硅制造太陽電池，在AM1.5(100mw/cm2)光照下，其測量的I-V特性結果為，轉換效率為14.6％。利用與上述相同的方法，通過腐蝕除掉分離的位于硅片201上的多孔層，以便產生光滑的表面(圖2I)。利用這樣獲得的再生晶片，重復上述工藝步驟，獲得許多具有高質量半導體層的薄膜單晶的太陽電池。在該實施例，制造具有和實施例1相同結構的太陽電池。用和實施例1相同的方法，在單晶硅片201的表面形成多孔硅層202。然后，利用所謂“溫差方法”的方法，進行硅液相外延生長。在該實施例，利用圖6所示的裝置，其液相生長容器的內部結構不同于圖4所示的裝置。換句話說，如圖6所示，把硅片(多晶硅片)418固定到碳板414的右側內壁，然后改變和調整加熱器413和417的對稱狀態(tài)，使碳板右側的溫度變得較高。因此，在溶液不飽和的條件下，硅開始溶解，溶解的硅開始向下擴散。在這側因為溫度如此低，使溶液過飽和，則淀積硅。首先，在碳船中在900℃的氫氣流中熔化金屬銦(In)。然后，把要溶解的多晶硅片419浸入到熔化的銦中，并且固定到船內壁的部分上。然后溶解晶片419，并使其達到飽和，同時攪拌溶液。接著，慢慢地降低溶液溫度到890℃，以便提供晶體生長溶液。此后，在氫氣流中退火，調整氣氛溫度，直到其上形成多孔層202的單晶硅片201的溫度變成和該溶液的溫度相同。這種情況，把其表面上形成多孔層的晶片201浸入到該溶液中，把固定硅片的船壁表面的溫度設定為900℃，同時調整單晶硅片201周圍溫度不變。然后用與實施例1不同的方法，使晶片保持該溶液的溫度，沒有任何變化，然后在多孔層202上面淀積20μm厚訴非摻雜薄膜硅層203，然后從溶液中提升晶片。在溫差方法中，由于溶液接近于多晶硅片，溶解處于不飽和狀態(tài)，從晶片的表面以穩(wěn)定方式連續(xù)地溶解硅，所以不需要冷卻全部溶液。接著，在另外的碳船在900℃下單獨地溶解金屬銦(In)，使硅飽和。首先，把含0.1原子％硅的鎵(Ga)熔化，然后降低溫度到890℃，以便提供晶體生長溶液。接著，把形成非摻雜薄膜硅層的晶片浸入該溶液，以便在薄膜硅上淀積1μm厚的p+型薄膜硅層204，然后從溶液中提升晶片。在這種情況，因為生長時間很短，甚至不有逐漸地冷卻或利用溶解的硅片，就能幾乎穩(wěn)定地淀積薄膜硅層。在后面步驟，利用和實施例1相同的方法，在聚酰亞胺膜上形成薄膜單晶硅太陽電池。利用聚酰亞胺薄膜上面的單晶硅制造太陽電池，在AM1.5(100mw/cm2)的光照射下，測量太陽電池的I-V特性，結果獲得15.4％的轉換效率。利用上述相同的方法，通過腐蝕除掉分離后在硅片上保留的多孔層，產生光滑的表面(圖2I)。利用這樣重新制造的晶片，重復上述步驟，獲得許多薄膜單晶太陽電池，其具有高質量的半導體層。本實施例制造具有與實施例1相同結構的太陽電池。利用與實施例1相同的方法，在單晶硅片201的表面形成多孔硅層202。利用所謂“恒溫方法”的方法，其由本發(fā)明人的日本專利申請公開No.6-191987所公開，進行硅的液相外延生長。本實施例利用圖7所示的裝置，其液相生長容器內部結構不同于圖4所示的裝置。換句話說，襯底和多晶硅片418相互相對放置。由于溶液濃度變化，從多晶硅溶解的硅產生對流，把硅傳輸?shù)揭r底并在其上淀積。為了有效地產生對流，需要長期的保持襯底和多晶硅之間的距離。首先，在900℃在氫氣流中在碳船內熔解金屬銦(In)。把要溶解的多晶硅片浸入在熔化的金屬銦中，并且設置在船的底部。然后使該片溶解和飽和。接著把溶液的溫度慢慢地降到894℃，以便提供晶體生長溶液。然后，等到其上形成退火多孔層202的單晶硅片201的溫度與溶液溫度相等。在這種狀態(tài)，把其表面上形成多孔層的晶片201浸入該溶液中，使多孔層202表面和要溶解的多晶硅片相對，間距為2cm。然后利用與實施例1不同的方法，不使溶液等發(fā)生任何變化，和實施例2不同，不在溶液中產生溫差，保持溶液所處狀態(tài)，在多孔層202上面，淀積厚度為20μm的非摻雜薄膜硅層203，然后把其從溶液中提升。在恒溫方法中，通過在溶液中溶解硅，使接近要溶解的多晶硅片的溶液降低濃度，因為對流則使硅向多孔硅層202表面?zhèn)鬏?。結果，從該晶片表面穩(wěn)定地連續(xù)的溶解硅，因此不需要冷卻全部溶液。以后，利用與實施例1相同的方法，在聚酰亞胺膜上形成薄膜單晶硅太陽電池。在AM1.5(100mw/cm2)光照下，測量聚酰亞胺薄膜/單晶硅太陽電池的I-V特性，結果，在電池面積為6cm2的條件下，獲得轉換效率為16.2％，開路電壓為0.6V，短路光電流為35mA/cm2，曲線因素(curvefactor)為0.79。并且，用與上述相同的方法進行腐蝕，除掉分離后在硅片上保留的多孔層，制成光滑的表面(圖2I)。利用這樣再制成的晶片，重復上述工藝步驟，獲得許多具有高質量半導體層的薄膜單晶態(tài)陽電池。在本實施例中，利用與實施例1相同的方法，制造薄膜單晶太陽電池，但除了要浸入的單晶硅片201的表面溫度Tsurf是處于Tsat＝Tm＝890℃的溶液溫度之外。類似地，在AM1.5(100mw/cm2)光照射下，測量聚酰亞胺薄膜/單晶硅太陽電池的I-V特性。結果，獲得轉換效率為16.2％。本實施例的各步驟與實施例1的步驟相同，直到淀積非摻雜的薄膜硅層203為止。把從溶液中提起的樣品，在氫氣流中加熱到1200℃，保持30分。然后，把溫度調節(jié)到900℃。通過該加熱處理，把p型多孔層202中的硼(B)熱擴散到非摻雜的薄膜硅層203中，制成p+型薄膜硅層206。接著，在900℃在另一碳船內單獨地熔解金屬銦(In)，并使硅達到飽和。還有把含有0.1原子％硅的銻(Sb)熔化，提供晶體生長溶液。接著，把其上形成非摻雜薄膜硅層203的晶片浸入在該溶液中，以便在該薄膜硅上淀積厚度為1μm的n+型薄膜硅層204，然后從溶液中提起晶片。接著，除了用等離子CVD裝置淀積n型微晶硅(μc-si)層206的步驟被省略之外，利用與實施例1相同方法制造薄膜單晶太陽電池的各步驟，其摻雜層的次序和實施例1相反。類似地，在AM1.5(100mw/cm2)光照下，測量聚酰亞胺薄膜/單晶硅太陽電池的I-V特性，結果，獲得轉換效率為15.7％。本實施例，利用圖8A到圖8H的所示步驟，制造具有與實施例1相同結構的太陽電池。本實施例，除了利用外延方法在多孔硅層202上面形成n+型薄膜硅層作為n+(或p+)型層206以外，首先，進行與實施例1相同的步驟。也就是，如圖8B所示，利用和實施例1相同的方法，在單晶硅片201的表面，形成多孔硅層202。然后，在800℃在碳船內在氫氣流中熔化銦(In)。溶解多晶硅片，同時攪拌，然后使其飽和。此外，熔化含有0.2原子％的銻(Sb)，提供晶體生長溶液。接著慢慢地降低溶液溫度到794℃，以便提供晶體生長溶液。此后，調節(jié)氣氛溫度，直到其上形成退火多孔層202的單晶硅片201的溫度和溶液的溫度相等。在這種狀態(tài)，把其表面形成多孔層的晶片浸入在該溶液中，以-10℃/分的冷卻速率逐漸冷卻，以便在該多孔層202上面淀積厚度為0.5μmn+型薄膜硅層206，然后把其從溶液中提起。然后，利用和實施例1相同的方法，淀積20μm厚的非摻雜薄膜硅層203和厚度為1μm厚的p+型薄膜硅層204。此后，除了利用等離子CVD裝置淀積n+型微晶硅(μc-Si)層206被省略之外，利用和實施例1相同的方法，制造薄膜單晶太陽電池。類似的，在AM1.5(100mw/cm2)光照射下，測量聚酰亞胺薄膜/單晶硅太陽電池的I-V特性，結果獲得16.4％的轉換效率。在該實施例，陽極氧化由液相生長方法而不是熱擴散方法形成的p型層。首先，在碳船內在氫氣流中在900℃下熔化金屬銦(In)。然后，溶解多晶硅片并使其飽和，同時進行攪拌。還有，熔化含0.1原子％硅的鎵(Ga)，以便提供晶體生長溶液。在這種狀態(tài)下，把500μm厚的單晶硅片201、在相同溫度下浸入該溶液中，然后逐漸地以-1.0℃/分的冷卻速率進行冷卻，由此，形成3μm厚的p型半導本層。在后續(xù)步驟，利用和實施例1相同的工序，制成具有相同結構的薄膜單晶硅太陽電池。利用和上述相同的方法，通過腐蝕除掉分離后在硅片201上面殘留的多孔層，產生光滑的表面(圖2I)。以后，利用上述液相生長方法，再形成3μm厚的p型半導體層，再利用和實施例1相同的工序，制成具有相同結構的薄膜單晶太陽電池。以后，用相同的方法，利用相同的單晶硅片201制成許多具有高質量半導體層的薄膜單晶太陽電池。采用這些步驟，不僅可有效地利用高價的單晶硅片201，而且不必進行熱擴散B的步驟。本實施例，除了利用厚度為1000μm，大部分晶粒直徑為大約0.3到3cm的多晶硅片作為第1襯底來代替單晶硅片外，使用和實施例1相同的方法，利用在聚酰亞胺薄膜上形成的薄膜多晶硅制成薄膜太陽電池。用這種方法獲得的太陽電池，假定在使用的多晶硅片的各晶粒區(qū)中，多晶硅片的晶向轉變到非摻雜層中，外延生長在局部發(fā)生。在AM1.5(mw/cm2)光照下，測量薄膜多晶硅太陽電池的I-V特性，結果獲得13.5％的轉換效率。用和上述相同的方法，通過腐蝕除掉分離后殘留在硅片201上面的多孔層，以便制成光滑的表面(圖2I)。利用這樣獲得的便宜的重新制成的晶片，重復上述步驟，以便獲得具有高質量半導體層的許多薄膜多晶太陽電池。在實施例這樣制造多晶硅襯底，用CZ(Czochralski)方法從額定純度且便宜的98.5％金屬級硅提煉硅錠、然后把其切成1mm厚的薄片，鏡面磨光晶片表面，把該片作為第1襯底201。金屬級硅是便宜的未加工的硅，用其作為鋁合金等的原材料。雖然這種硅與用于半導體方面的標準硅相比是很便宜的，但是沒有用于電子器件，因為其含有高濃度的雜質。分析靠近表面元素的結果，產生金屬組硅襯底，雜質濃度稍大于0.01％(硅的純度稍小于99.99)，如表6所示。金屬級硅襯底晶粒的直徑是nmm到ncm(如圖2A所示)表6</tables>利用如實施例7所述的液相生長方法，依次在該片上形成1μm厚的非摻雜層，3μm厚的p型層，然后把p型層陽極氧化。如上所述，在很多情況，金屬級硅具有p型，但由于摻雜度不穩(wěn)定，容易損害陽極氧化的重復性，形成由液相生長方法控制的p型層，然后再陽極氧化，由此能改善陽極氧化的重復性。通過把非摻雜層設置在多晶硅和由液相外延生長的p型層之間，可以改善陽極氧化深度的可控性。按照和實施例1相同的工序進行后續(xù)各工藝步驟，以便獲得具有相同結構的薄膜多晶硅太陽電池。按照和上述相同的方法，通過腐蝕除掉分離后殘留在硅片201上面的多孔層，以便產生光滑的表面(圖2I)。以后，利用上述液相生長方法，形成1μm厚的非摻雜層和3μm厚的p型層，以便利用和實施例1相同的程序，獲得具有相同結構的薄膜太陽電池。此后，重復相同程序，利用相同金屬級多晶硅片，獲得許多具有高質量半導體層的薄膜太陽電池。采用上述各步驟，不但可利用低級多晶硅片，而且也不必進行熱擴散的步驟。本實施例表示下述方法，把具有如圖9所示結構的化合物半導體層轉移到聚丙烯樹脂上，形成超高效率的串聯(lián)型太陽電池。在圖9中，標號901表示襯底；902表示多孔層，903表示n+型層；904表示n+型層；905表示n型層；906表示p型層；907表示p+型層；908表示p型層；909表示n+型層；910表示n型層；911表示n+型層；912表示n型層；913表示p型層。因此，在多孔層902上面按順序n+/n+/n/p/p+/p/n+/n/n+/n/p形成各導電型半導體層。本實施例，采用化合物半導體，下面敘述各層的組分。n+型層903是n+型GaAs；n+型層904是n+型AlxGa1-xAs；n型層905是n型Al0.37Ga0.63As；p型層906是p型Al0.37Ga0.63As；p+型層907是p+型Al0.37Ga0.63As；p型層908是p型Al0.37Ga0.63As；n+型層909是n+型AlxGa1-xAs；n型層410是n型Al0.37Ga0.63As；n+型層411是n+型Al0.9Ga0.1As；n型層412是n型GaAs；p型層413是p型GaAs。然后，將敘述具體的制造實例。首先，用BCl3作為熱擴散源在1200℃的溫度下把硼(B)熱擴散到500μm厚的單晶硅襯底901的表面，形成大約3μm厚的p+型擴散層。然后，在表7所示的條件下，在HF溶液中進行陽極氧化，在片子上形成多孔硅層902。表7</tables>然后，利用逐漸冷卻方法，進行液相異質外延生長硅。首先，在碳船中在氫氣流中在810℃熔化金屬鎵(Ga)。在熔化的銦中溶解砷(As)、直到使其達到飽和。另一方面，在1050℃在氫氣氛中退火多孔層902，時間為7分鐘，然后把溫度降低到800℃。以后，把溶液溫度調整到800℃，把其上形成多孔硅902的單晶硅片浸入到該溶液中，以-0.1℃/分的速率慢慢地把溶液溫度降低，以便生長n+型GaAs層903。使鋁(Al)和鎵溶液接觸，在溶液中逐漸溶解，繼續(xù)進行生長，由此生長n+型過渡層904(以AlxGa1-xAs表示)，其中Al濃度逐漸變化。當x＝0.37時，Al和鎵溶液懸浮接觸，同時使鋁濃度保持恒定，生長n型Al0.37Ga0.63As層。然后，把其上形成n型Al0.37Ga0.63As層的襯底，浸入另一個單獨制備的包含Al和As的具有p型摻雜劑的800℃Ga溶液中。然后，以-0.1℃/分的速度冷卻該溶液，以便生長p型Al0.37Ga0.63As。此外，增加摻雜量，生長p+型Al0.37Ga0.63As層。利用和上述相同的氣壓，生長p型Al0.37Ga0.63As層，n+型AlxGax-1As層，n型Al0.37Ga0.63As層，n+型Al0.9Ga0.1As層，n型GaAs層，p型GaAs層。在p型GaAs層上面形成Pd/Au即由EB汽相淀積形成的最外層后，利用絲網印刷在1μm厚的聚丙烯板的表面上涂覆厚度為10到30μm的銅膏，涂覆的表面緊密地接觸和連接到上述的晶片p+型GaAs層。在這種情況，把其放入爐中燒結，條件是溫度為300℃，時間為20分，則聚丙烯樹脂板和晶片相互連接。在聚丙烯樹脂板和晶片相互連接的情況，用真空夾具(沒有圖示)分別固定晶片的另一個沒連接的表面和聚丙烯樹脂板的另一個非連接的表面，垂直地在夾具上向連接表面非均勻地施加拉力，破壞多孔層902，使生長層從晶片上分離，并且轉移到聚丙烯樹脂板上。用亞乙基二酰胺、鄰苯二酚和純水的混合溶液在110℃選擇地腐蝕從硅片上分離的在n+型GaAs層上保留的多孔層。保留n+型GaAs層，不受腐蝕，只是完全除掉多孔層，使用上述腐蝕溶液的單晶GaAs的腐蝕速率很小，實際上可以忽略厚度的減少。利用透射電子顯微鏡觀察該層的表面，結果證實，保持優(yōu)良的結晶性，在生長層中沒有引入新的結晶缺陷。然后，通過腐蝕另一部分而不腐蝕柵狀，使最外表面層的n+型GaAs層只保留柵狀，則暴露出n+型AlxGa1-xAs層，利用EB汽相淀積和光刻，只在柵狀n+型GaAs層形成表面電極(Au/Ge/Ni/Au)。然后，利用等離子CVD方法、淀積TiO2/MgO作為抗反射層，以便提供太陽電池。在AM1.5(100mw/cm2)的光照下，測量利用聚丙烯樹脂板的薄膜化合物半導體硅太陽電池的I-V特性，結果，獲得23.8％的轉換效率。還有，利用和實施例1和2所述的相同方法，通過腐蝕除掉分離后在硅片上保留的多孔硅層，制成光滑的表面。利用這樣制成再生晶片，重復上述各步工藝，獲得許多具有高質量半導體層的薄膜化合物半導體太陽電池。在本實施例，是參照附圖10A到圖10M所示各步驟，敘述利用單晶硅制造交錯型(Staggertype)場效應晶體管的實施例。制備500μm厚的單晶硅片601作為襯底(圖10A)。然后，用BCl3作為熱擴散源在溫度1200℃在單晶硅片601的表面熱擴散B，形成p+型層，于是獲得大約3μm的擴散層。接著，用和實施例1相同的方法，形成多孔層602(圖10B)。然后，用逐漸冷卻的方法，進行硅的液相外延生長。這就是說，首先利用碳船在氫氣流中在900℃下制備飽和溶液，溶解n型雜質砷(As)，然后慢慢地降低溶液溫度到894℃，以便提供晶體生長溶液。然后，調整氣氛溫度，使其上形成多孔層602的單晶硅片601的溫度為1030℃，在氫氣流中退火1小時。然后，降低溫度，直到等于溶液的溫度。在這種狀態(tài)，把其表面上形成多孔層的晶片浸入該溶液中，在多孔層602上面淀積薄膜硅層603，厚度為0.1μm(圖10c)。接著，在另一碳船中制備900℃的飽和溶液，把另一碳船中的溶液溫度慢慢地降低到894℃。把形成n+型薄膜硅層603的晶片浸入該溶液，在其上淀積0.3μm厚的p-型薄膜硅層604，然后從溶液中把晶片提起(圖10D)。然后在蒸汽中通過熱處理，氧化p-型薄膜硅層604的表面，其厚度為2.1μm，從而提供柵絕緣層(圖10E)。在該膜上利用濺射方法淀積鋁膜，利用光刻工藝形成柵電極/柵布線606(圖10F)。在該膜上利用溶膠/凝膠方法通過SiO2膜607設置玻璃襯底608(圖10G)。以后，在多孔層602部分分離晶片601(10H)，在除掉多孔層602的殘留層后(圖10I)，利用光刻工藝構圖n+型薄膜硅層603，用標號603’和603”表示形成的圖形(圖10J)，在該膜上淀積氮化硅膜609，用光刻工藝構圖源/漏電極的接觸孔(圖10K)。還有，淀積鋁層，并用光刻工藝構圖，由此形成漏電極/漏布線610’，源電極/源布線610”(圖10L)。由于這種制造的晶體管具有薄的p-型單晶層，通過開/關柵電極，其獲得了漏電流的很高開/關比率，并且獲得了大的漏電流。因此，即使晶體管具有小面積時，也能提供大的驅動性能。由于它是交錯型晶體管，雖然利用單晶，但是漏/柵布線的自由度象利用非晶硅的晶體管那樣大，當把該晶體管用于液晶的矩陣驅動部件時，可容易實現(xiàn)高對比度，高速運作，高開啟度(openingdegree)。類似地，從分開的單晶硅片610上除掉保留的多孔層602(圖10M)，使它按要求重新利用。在本實施例，利用圖11A到圖11J所示的各步驟，敘述關于制造GaAlAs的LED的實施例。首先，制備GaAlAs晶片701(圖11A)。然后，按照表8所示的條件，陽極氧化p型單晶GaAs片701，其厚度為800μm，這由p.Schmuki等人報道(P.Schmuki，J.Fraser，C.M.Vitus，M.J.，Graham，H.S.IssacsJ.Electrochem.Soc.143(1996)PP.3316)(圖11B)。表8<tablesid="table8"num="008"><tablewidth="642">陽極氧化溶液HCl∶H2SO4∶NH4H2PO4＝1∶1∶3施加電壓300V→1000mA/cm2陽極氧化時間1分→5秒</table></tables>然后，進行化合物半導體液相異質處延生長。首先，在碳船內在氫氣流810℃下熔化金屬鎵(Ga)。在熔化的銦中溶解砷(As)，直到飽和。然后，調節(jié)溶液溫度到800℃，同時把其上形成多孔硅層702的單晶硅片701浸入該溶液中，使鋁(Al)和該溶液接觸，并且逐漸地溶解在該溶液中，以便繼續(xù)晶體生長，由此，生長逐漸變化Al濃度的過度層(AlxGa1-xAs)(圖11C)。通過浸入該溶液在表面溫度為800℃條件下，生長轉變層703。以-0.1℃/分逐漸冷卻。當達到X＝0.37時，懸浮鋁和鎵溶液的接觸，同時保持Al濃度恒定，生長Al0.37Ga0.63As層704(圖11D)。然后，利用另一單獨制備的溶液，生長光發(fā)射層Al0.5Ga0.5As層705(圖11E)。接著生長勢壘層Al0.37Ga0.63As層706(圖11F)。接著，把涂覆SnO2透明導電層708的玻璃709連接到In2O3溶膠凝膠膜708(圖11G)，然后分離晶片701(圖11H)。還有，利用銅膏層710把玻璃711和分離的玻璃709連接在一起，并且從SnO2透明導電層708和銅膏層710引出引線712(圖11I)。用這種方法，利用樹脂713密封側面(圖11J)。這種方法，可獲得高發(fā)光的光發(fā)射紅色LED。這種方法，尤其在銅膏層710的表面上能有效地反射發(fā)射光，因為在玻璃711和Al0.37Ga0.63As層706之間反射率有大的差別，SnO2透明層電層708和In2O3的溶膠凝膠層能減少反射損耗，所以亮度變高。本實施例是表示制造太陽電池方法的實施例，利用圖4所示的裝置，通過圖5A到圖5H所示的步驟，把單晶硅層轉移到聚酰亞胺膜上。首先，制備500μm厚的單晶硅片作為襯底201(圖5A)。然后，用BCl3作為熱擴散源，在1200℃在單晶硅片表面熱擴散B，形成p+型層，于是獲得大約3μm厚的擴散層。然后在HF溶液中按表9所示條件進行陽極氧化，在晶片表面，形成多孔硅層202(圖5B)。表9</tables>這樣制成的二個襯底配對設置，使多孔層朝外，即背對背，利用石英構成的夾具放置5對襯底，使5對襯底間距為1cm。把其放置在裝置的裝載室中、如圖4所示，在關閉門后，用氮氣置換內部氣氛。然后，打開閥門405，把用襯底夾具支撐的襯底416傳送到汽相生長容器404中。傳送后關閉閥門405。輸入氫氣替換內部氣體，升高襯底溫度，同時使氫氣流入容器。當溫度升高到1000℃時，保持30分，在此期間，制成光滑的多孔層表面。然后，按表10所示的條件，淀積0.2μm厚的第1n+型晶體硅層。完成生長，同時用氫代替汽相生長容器404的內部，降低襯底夾具溫度到900℃。表10</tables>另一方面，在完成生長后，用氫充入汽相生長容器404的內部。在液相生長容器409中，在900℃把硅溶解在船414中的金屬銦溶劑中，直到溶液濃度達到飽和并且進行攪拌，使該溶液均勻。在熔化完成后，打開閥門410，把襯底夾具416浸入熔化材料415中。以-1℃/分的冷卻速率逐漸進行冷卻。25分后打開閥門410，提升襯底夾具416。淀積20μm厚的有源層。把襯底夾具416裝入汽相生長容器404，關閉閥門410。采用汽相生長方法在表11(圖5c)所示條件下，再淀積0.5μm厚的第3p+型晶體硅層。表11</tables>完成生長后，用氫氣流冷卻襯底夾具416。當襯底夾具416的溫度降到200℃時，打開閥門405，把襯底夾具416傳送到裝載室401。關門后，輸入氮氣替換其內部氣體，然后從裝置取出襯底夾具416。用絲網印刷方法在第2襯底的50μm厚的聚酰亞胺膜的表面上涂覆20μm厚的銅膏，使該表面和上述的晶片p+型薄膜硅層緊密接觸和連接。在這種狀態(tài)，把其傳送到爐中、在300℃燒結銅膏20分，使聚酰亞胺膜和晶片相互連接(圖5D)。在聚酰亞胺膜和晶片相互連接的情況，用真空夾具(圖中沒有表示)固定沒連接的晶片另一表面，從聚酰亞胺膜另一端施加外力，進行剝離，使n+型硅片，有源硅層，p+型硅層從晶片上分離，然后轉移到聚酰亞胺膜上(圖5E)。在攪拌由氫氟酸，過氧化氫和純水組成的混合溶液情況下，選擇地腐蝕由晶片剝離后殘留在薄膜硅層上的殘留多孔層。保持薄膜硅層，不被腐蝕，僅僅完全除掉殘留的多孔層(圖5F)。使用上述腐蝕溶液，對非多孔硅單晶的腐蝕速率很低，利用多孔硅層腐蝕速率和非多孔層腐蝕速率的選擇腐蝕速率之比高達105以上，實際上可忽略非多孔硅層的腐蝕量(大約幾十埃)。用透射電子顯微鏡觀測該層的橫切面，結果證實，保持優(yōu)良的結晶性，在薄膜硅層中沒有引入新的結晶缺陷。最后，利用EB(電子束)汽相淀積在n+型硅層上形成ITO透明導電膜(82nm厚)和收集電極[Ti/Pd/Ag(400nm/200nm/1μm厚)]、以便提供太陽電池(圖5G)。在AM1.5(100mw/cm2)光照射下，測量聚酰亞胺薄膜/單晶硅太陽電池的I-V特性，結果獲得了14.9％的轉換效率。并且，利用和上述相同的方法，除掉分離后殘留在硅片上的多孔層，以便提供光滑的表面(圖5H)。利用這樣獲得的再生晶片，重復上述各步驟，獲得許多具有高質量半導體層的薄膜單晶太陽電池。[實施例14]利用圖4所示的裝置，按照圖12A到圖12M所示的步驟形成太陽電池。首先，在襯底表面形成p+型區(qū)域1201，在1200℃用BCl3作為熱擴散源，在厚500μm單晶硅片表面上熱擴散硼以形成p+型層，獲得深度為3μm的擴散層。然后，如圖12B所示，在與實施例13相同的條件下，在HF溶液中進行陽極氧化、在片子上形成多孔硅層202。接著，如圖12C所示，用汽相生長法，在與實施例13相同的條件下，外延生長p+型薄膜晶硅層206。然后，與實施例13相似，保持還原氣氛，用液態(tài)生長法外延生長p+型薄膜晶體硅的有源層203(圖12D)。再一次，在與實施例13相似的條件下，用汽相生長法外延生長n+型薄膜晶體硅層204(圖12E)。在這個階段，從圖4所示的裝置中取出片子，利用商業(yè)上可買到的濺射裝置淀積ITO透明電極706(圖12F)。保持這種狀態(tài)，在表面上覆蓋上粘書用的溶水型膠707(NittaGelatineCo.生產的AGX-5137)，上面再連接可透水的襯底，如商業(yè)上可買到的紙板708(第2襯底)然后干燥(圖12G)。在這種狀況下，利用真空夾住硅片201，同時在紙板708上施加力，結果，破壞了多孔層202，然后，使半導體同紙板708一起從片子201上剝離開來(圖12H)。將樣品粘到涂有一層銅膏709的不銹鋼板710上(第3襯底)，并在150℃下暫時燒結(圖12I)。然后，將80℃的熱水透過紙板708的背部，溶解膠707，這樣將半導體層從紙板708剝離開來(圖12J)。之后，洗掉透明電極706表面上殘留的膠707，并用銅膏將收集電極711印刷在半導體的表面上。經過一段短暫的燒結過程，在500℃充分地燒結它(圖12K)。銅對穿過半導體層的太陽光具有很強的反射能力，因此，半導體能夠再次吸收太陽光。于是，即使半導體層很薄，也能獲得較高的效率。進一步說，不必去掉在圖12H中所示的步驟中殘留下來的多孔層202，因為作為該結構的一個特點，該層不會導致功能障礙。另一方面，通過腐蝕除去圖12H所示的步驟中分離的遺留在片子201上的多孔層202，以得到光滑表面(圖12L)。通過液相生長法再次生長3μm厚的p+型層(圖12M)。使用硅片201繼續(xù)重復上述步驟，就可生產太陽電池。用AM1.5(100mW/cm2)的光照射在不銹鋼板上制作的薄膜單晶硅太陽電池上，測試的I-V特性結果表明，對于第一或第二循環(huán)太陽電池能量轉換效率達到15％以上。進一步講，為達到同樣的效果，除了通過滲透水來降低粘接力以外，還可以用其它辦法，例如利用溶劑來降低粘接力。除了沒有在多孔層202上通過汽相法生長的半導體層206上摻雜以外，按照與實施例14相同的如圖12A到12M所示的方法形成太陽電池。進一步說，當生長有源層203時，停止生長硅。在圖4所示的汽相生長容器中，用POC3在1200℃用汽相擴散方法熱處理硅層表面一小時，使得硅的表面附近熱擴散P。結果，形成n+型層204。同時B在p+型多孔層熱擴散，結果，半導體層206變成p+型。之后，在形成了透明電極706以后，用與實施例14相同的過程形成太陽電池。進一步，使用過的片子經過同樣的處理，重新使用。因此能夠構成新的太陽電池。用AM1.5(100mW/cm2)的光照射在不銹鋼板上制作的薄膜單晶硅太陽電池上，測試的I-V特性結果表明，對于第一或第二循環(huán)太陽電池能量轉換效率達到15％以上。在該實施例中，用與實施例13相同的方法形成交錯(stagger)型場效應晶體管。使用與實施例13中同樣的方法，用BCL3做熱擴散源，在1200℃下將B熱擴散到厚500μm的單晶硅片601的表面上，形成p+型層，同時獲得3μm的擴散層。然后，用與實施例1一樣的方法形成多孔層802(圖10A和圖10B)。隨后，將樣品放進圖4所示的裝置中。首先，在汽相容器404中，在多孔層602上淀積厚0.1μm的n+型薄膜硅層603(圖10C)。然后，保持還原氣氛，將樣品放進液相生長容器淀積p-型薄膜硅層604，然后將樣品從圖4所示的裝置中取出(圖10D)。隨后，通過在蒸汽中熱處理將p-型薄膜硅層604表面氧化得到0.1μm厚的柵絕緣膜605(圖10E)。在該膜上，通過濺射方法淀積一層鋁膜，通過光刻法形成柵電極或柵布線606(圖10F)。用溶膠或凝膠方法通過SiO2膜607吸住玻璃襯底608(圖10G)。之后，剝離片子601，在除去殘留的多孔層602以后(圖10I)，用光刻工藝構圖n+型薄膜硅層603，利用標號603’和603”表示構圖后的圖形。然后在薄膜上淀積由標記609表示的氮化硅層。再淀積一層鋁后，用光刻工藝形成漏電極/漏布線610’和源電極/源布線610”(圖10H到10L)。因為這樣制作的晶體管具有單晶p-型層并且很薄，所以它能獲得比柵電壓的開關比率高的漏電流開關比率，同時它獲得大電流。因此，即使晶體管的面積很小，也具有較大的驅動性能。而且，因為它使用的是交錯型的單晶硅，所以用它做的漏/柵布線的自由度與用非晶硅制作的一樣。當該晶體管用于液晶等矩陣驅動器件時，很容易實現(xiàn)高對比、高操作速度和高打開次數(shù)。如上所述，根據本發(fā)明，能夠在第二襯底上制作具有優(yōu)良結晶性、多晶性等的單晶半導體層。并且能夠在廉價和柔軟的襯底上獲得多用途的該種半導體。還有，根據本發(fā)明，因能夠在低耐熱性的襯底上得到高轉換率的太陽電池，所以能夠為市場提供高數(shù)量的高質量的太陽電池。還有，本發(fā)明能夠在即使沒有耐高溫性能的襯底上制造有各種優(yōu)良特性的晶體半導體，并且能用該半導體生產太陽電池。再者，根據本發(fā)明，提供了能夠在即使柔軟的襯底上生產出有各種優(yōu)異特性的晶體半導體的方法，并提供了用該半導體生產太陽電池的方法。再者，根據本發(fā)明，能夠提供一種生產具有廣泛的應用性、使用性和設置的優(yōu)良半導體構件的方法，并提供用該半導體構件生產太陽電池的方法。再者，根據本發(fā)明，能夠提供以較低的價格生產有優(yōu)良半導體特性的半導體構件的方法和用該半導體構件以較低價格生產太陽電池的方法，同時，使用該半導體構件能表現(xiàn)出優(yōu)異光電轉換特性或使用特性的廣泛的特性。再者，根據本發(fā)明，能夠提供一種生產具有高轉換效率的太陽電池。再者，根據本發(fā)明，能夠通過剝離在結晶襯底上形成的外延層得到半導體構件，而且，結晶襯底可重復使用。通過使用廉價的原材料可以較低的價格生產出高性能的半導體構件。再者，根據本發(fā)明，能夠提供用半導體構件、可重復使用的結晶襯底和用廉價原材料的價格較低的高性能半導體構件生產的太陽電池。綜上所述，根據本發(fā)明，用容易控制晶體生長并且傳送條件被嚴格控制的汽相生長方法可在單晶襯底上生長薄膜半導體層。在分離以前，可用液相方法外延生長吸收太陽光所需的最小厚度的結晶半導體層。同時，因為廉價襯底可重復使用，所以能以較低價格高效率地獲得柔軟的太陽電池。還有，因為一直保持還原氣氛，所以容易得到高質量連接的薄膜半導體層。再者，可使用多晶襯底或很不純的襯底，因而可進一步降低成本。另外，因為可在低耐高溫的襯底上得到具有高轉換效率的薄膜晶體太陽電池，所以能為市場提供大批量、高質量的產品。再者，為了補償在多孔層的形成和分離過程中的第一襯底的厚度的減少，通過液相生長方法可以在第一層襯底的表面生長結晶層，因此有效地利用第一襯底，并且優(yōu)化多孔層并不受襯底質量的影響。再者，在使用本發(fā)明生產半導體構件的方法制造晶體管時，由于得到特優(yōu)性能的晶體管，即使晶體管的面積很小也能提供較大的驅動性能。而且，因為容易構造在以上例子中提到的單晶交錯性場效應晶體管，漏或柵布線自由程度與用非晶硅的晶體管一樣。在使晶體管用于液晶矩陣驅動裝置等時，很容易實現(xiàn)高對比、高運行速度和高開啟度。另外，使用用本發(fā)明的方法得到的半導體構件，除了晶體管和太陽電池外，也能在柔軟襯底或絕緣襯底上形成象LED(光發(fā)射器件)這樣的半導體器件。本發(fā)明的半導體構件被稱為SOI(絕緣體上生長半導體)，其包括具有各種優(yōu)良特性的半導體層，它非常有用。權利要求1.一種制造半導體構件的方法，包括下列步驟在第1襯底表面區(qū)中形成多孔層；利用液相外延在多孔層上形成半導體層；把第2襯底粘接到與粘接到第1襯底的半導體層表面相對的半導體層表面；利用多孔層把第1襯底和半導體層分離，以便把半導體層轉移到第2襯底上。2.一種按照權利要求1的方法，其特征是，在多孔層上形成半導體層，該半導體層依次包括利用汽相外延形成的區(qū)域和利用液相外延形成的區(qū)域。3.一種按照權利要求1的方法，還包括下述步驟，第1襯底從半導體層分離后，除掉殘留在第1襯底表面上的多孔層。4.一種按照權利要求1的方法，其特征是，利用熔液進行液相外延，其中，把用于形成待生長的半導體層的元素溶解成過飽和狀態(tài)或基本上過飽和狀態(tài)。5.一種按照權利要求1的方法，其特征是，在還原氣氛下，進行液相外延。6.一種按照權利要求1的方法，其特征是，液相外延包括，使溶解用于形成待生長的半導體層的元素的熔液與多孔層接觸。7.一種按照權利要求1的方法，其特征是，液相外延包括，使溶解用于形成待生長的半導體層的元素的熔液與在多孔層上形成的外延層接觸。8.一種按照權利要求7的方法，其特征是，利用汽相外延形成外延層。9.一種按照權利要求1的方法，其特征是液相外延包括，使用使用于形成待生長的半導體層的元素溶解到預定的濃度的熔液，將該熔液與多孔層表面接觸，同時多孔層表面溫度低于其一溫度，在該溫度下在熔液中具有預定溫度的所述元素達到飽和。10.一種按照權利要求2的方法，其特征是，通過分解源氣體同時提供形成還原氣氛的氣體，進行汽相外延。11.一種按照權利要求1的方法，其特征是，利用粘合劑進行粘接第2襯底的步驟。12.一種按照權利要求11的方法，其特征是，粘合劑包括溶水的粘合劑。13.一種按照權利要求1的方法，還包括下述的步驟，在一個分離表面上提供第3襯底，用于轉移半導體層到第2襯底。14.一種按照權利要求13的方法，還包括下述的步驟，分離第2襯底，轉移半導體層到第3襯底。15.一種按照權利要求1的方法，其特征是，第2襯底具有透水性。16.一種按照權利要求14的方法，其特征是，通過降低用于粘接第2襯底粘合劑的粘接作用來分離第2襯底。17.一種按照權利要求16的方法，其特征是，利用透過第2襯底的液體來降低粘接作用。18.一種按照權利要求16的方法，其特征是，該粘接是水溶的，利用透過第2襯底的水來降低粘接作用。19.一種按照權利要求1的方法，其特征是，把多孔層中的雜質擴散進半導體層。20.一種按照權利要求1的方法，其特征是，用銦作為溶劑進行液相外延。21.一種制造太陽電池的方法，包括下列步驟在第1襯底表面區(qū)中形成多孔層；利用液相外延在多孔層上形成半導體層；把第2襯底粘接到與粘接于第1襯底上的半導體層表面相對的半導體層表面；利用多孔層把第1襯底和半導體層分離，以便把半導體層轉移到第2襯底上。22.一種按照權利要求21的方法，其特征是，在多孔層上形成半導體層，該半導體層包括依次利用汽相外延形成的區(qū)域和利用液相外延形成的區(qū)域。23.一種按照權利要求21的方法，還包括下這述步驟，第1襯底從半導體層分離后，除掉殘留在第1襯底表面上的多孔層。24.一種按照權利要求21的方法，其特征是，利用熔液進行液相外延，其中，把用于形成待生長的半導體層的元素溶解成過飽和狀態(tài)或基本上過飽和狀態(tài)。25.一種按照權利要求21的方法，其特征是，在還原氣氛下，進行液相外延。26.一種按照權利要求21的方法，其特征是，液相外延包括，使溶解用于形成待生長的半導體層的元素的熔液與多孔層接觸。27.一種按照權利要求21的方法，其特征是，液相外延包括，使溶解用于形成待生長的半導體層的元素的熔液與在多孔層上形成的外延層接觸。28.一種按照權利要求27的方法，其特征是，利用汽相外延形成外延層。29.一種按照權利要求21的方法，其特征是液相外延包括，使用使用于形成待生長的半導體層的元素溶解到預定濃度的熔液，使該熔液與多孔層表面接觸，同時多孔層表面溫度低于某一溫度，在該溫度下在所述熔液中具有預定溫度的元素達到飽和。30.一種按照權利要求22的方法，其特征是，通過分解源氣體同時提供形成還原氣氛氣體，進行汽相外延。31.一種按照權利要求21的方法，其特征是，利用粘合劑進行粘接第2襯底的步驟。32.一種按照權利要求31的方法，其特征是，粘合劑包括溶水的粘合劑。33.一種按照權利要求21的方法，還包括下述的步驟，在一個分離表面上提供第3襯底，用于轉移半導體層到第2襯底。34.一種按照權利要求33的方法，還包括下述的步驟，分離2襯底，轉移半導體層到第3襯底。35.一種按照權利要求21的方法，其特征是，第2襯底具有透水性。36.一種按照權利要求34的方法，其特征是，通過降低用于粘接第2襯底粘合劑的粘接作用來分離第2襯底。37.一種按照權利要求36的方法，其特征是，利用透過第2襯底的液體來降低粘接作用。38.一種按照權利要求36的方法，其特征是，該粘接是水溶的，利用透過第2襯底的水來降低粘接作用。39.一種按照權利要求21的方法，其特征是，把多孔層中的雜質擴散進半導體層。40.一種按照權利要求21的方法，其特征是，用銦作為溶劑進行液相外延。41.一種按照權利要求21的方法，其特征是，在粘接第2襯底之前，把雜質摻入半導體層。42.一種按照權利要求21的方法，其特征是，在粘接第2襯底之前，把雜質摻入半導體層中以便形成p-n結。43.一種按照權利要求21的方法，其特征是，第2襯底具有導電表面。44.一種按照權利要求21的方法，還包括下述步驟，除掉在轉移的半導體層上保留的多孔層。45.一種按照權利要求21的方法，還包括在轉移的半導體層上形成電極的步驟。46.一種按照權利要求21的方法，還包括下述步驟，把雜質摻入轉移的半導體層中。47.一種按照權利要求21的方法，還包括下述步驟，在轉移的半導體層上形成雜質半導體層。48.按照權利要求3的方法，還包括下述步驟，通過外延生長，在除掉多孔層的襯底上形成半導體層。49.一種按照權利要求48的方法，其特征是，利用外延生長形成的半導體層具有p型或n型導電率。50.一種按照權利要求23的方法，還包括下述步驟，在除掉多孔層的襯底上利用外延生長形成半導體層。51.一種按照權利要求50的方法，其特征是，利用外延生長形成的半導體層具有p型或n型導電率。52.一種制造半導體構件的方法，包括下列步驟。(a)在第1襯底的表面形成多孔層；(b)把多孔層浸入熔液，其中把用于形成待生長的半導體層的元素在還原氣氛下溶解到過飽和狀態(tài)或基本上過飽和狀態(tài)，以便在多孔層表面上生長半導體層；(c)把第2襯底粘接到其上至少形成多孔層和半導體層的第1襯底的表面；(d)在多孔層從第2襯底分離第1襯底，以便把從第1襯底分離的半導體層轉移到第2襯底上。53.一種按照權利要求52的制造半導體構件的方法，其特征是，處理在第1步驟分離的第1襯底的表面，然后作為第1襯底返回到步驟(a)進行處理。54.一種按照權利要求52的制造半導體構件的方法，其特征是，在處理在第1步驟分離的第1襯底的表面后，在第1襯底的表面上生長其中通過液相生長摻入雜質的半導體層，然后作為第1襯底返回到步驟(a)進行處理。55.一種按照權利要求54的制造半導體構件的方法，其特征是，在形成摻雜的半導體層之前，在表面處理后在第1襯底表面上形成沒有摻雜或摻入低濃度雜質的半導體層。56.一種按照權利要求54的制造半導體構件的方法，其特征是，利用純度為99.99％或以下的半導體作為第1襯底。57.一種制造半導體構件的方法，其包括下列步驟(a)在第1襯底的表面形成多孔層；(b)把多孔層浸入熔液，其中把用于形成待生長的半導體層的元素溶解到所要求的濃度，使多孔層表面溫度低于某一溫度，在該溫度下具有所要求溫度的熔液達到飽和，以便在多孔層表面上生長半導體層；(c)把第2襯底粘接到其上至少形成多孔層和半導體層的第1襯底的表面；(d)在多孔層從第2襯底分離第1襯底，以便把從第1襯底分離的半導體層轉移到第2襯底上。58.一種按照權利要求57的制造半導體構件的方法，其特征是，處理在第1步驟分離的第1襯底的表面，然后作為第1襯底返回到步驟(a)進行處理。59.一種按照權利要求57的制造半導體構件的方法，其特征是，在處理在第1步驟分離的第1襯底的表面后，在第1襯底的表面上生長其中通過液相生長摻入雜質的半導體層，然后作為第1襯底返回到步驟(a)進行處理。60.一種按照權利要求59的制造半導體構件的方法，其特征是，在形成摻雜的半導體層之前，在表面處理后在第1襯底表面上形成沒有摻雜或摻入低濃度雜質的半導體層。61.一種按照權利要求59的制造半導體構件的方法，其特征是，利用純度為99.99％或以下的半導體作為第1襯底。62.一種按照權利要求52的制造半導體構件的方法，其特征是，第1襯底是晶體。63.一種按照權利要求52的制造半導體構件的方法，其特征是，由單晶硅制造第1襯底。64.一種制造太陽電池的方法，包括下述步驟，利用由權利要求52的方法獲得的轉移到第2襯底的半導體層。65.一種按照權利要求57的制造半導體構件的方法，其特征是，第1襯底是晶體。66.一種按照權利要求57的制造半導體構件的方法，其特征是，第1襯底是由單晶硅制造的。67.一種制造太陽電池的方法，包括下述步驟，利用由權利要求57的方法獲得的轉移到第2襯底的半導體層。68.一種制造半導體構件的方法，其包括下列步驟(a)在第1晶體襯底的表面形成多孔層；(b)通過分解源氣體利用汽相在多孔層表面生長第1薄膜半導體層；(c)把第1薄膜半導體層浸入熔液中，其中把形成第2薄膜半導體層的元素在還原氣氛溶解成飽和狀態(tài)或基本上飽和狀態(tài)，以便在第1薄膜半導體層的薄膜上利用液相生長第2薄膜半導體層，該層導電類型不同于第1表面半導體層的導電類型；(d)把第2襯底粘接到第2薄膜半導體層的表面上或連接到進一步在第2薄膜半導體層上形成的表面層上；(e)通過在多孔層上加力從第1襯底分離第1薄膜半導體層以便把第1薄膜半導體層轉移到第2襯底上。69.一種按照權利要求68的制造半導體構件的方法，其特征是，利用粘合劑進行粘接第2襯底的步驟。70.一種按照權利要求69的制造半導體構件的方法，其特征是，粘合劑是可溶水的粘合劑。71.一種按照權利要求68的制造半導體構件的方法，還包括下列步驟把第3襯底連接到該襯底的分開表面上；把薄膜半導體層從第2襯底分開，以便把薄膜半導體層轉移到第3襯底上。72.一種按照權利要求68的制造半導體構件的方法，其特征是，第2襯底是可滲透水的。73.一種按照權利要求71的制造半導體構件的方法，其特征是，通過降低粘合劑的粘接作用進行分離步驟，從第2襯底分離和粘合劑連接的薄膜半導體層，以便轉移薄膜半導體層到第3襯底上。74.一種按照權利要求71的制造半導體構件的方法，其特征是，利用第2襯底降低粘合劑的粘接作用進行分離步驟，從第2襯底分離用粘合劑粘接的薄膜半導體層，以便轉移薄膜半導體層到第3襯底上。75.一種按照權利要求71的制造半導體構件的方法，其特征是，通過把水加入具有透水性的第2襯底降低粘合劑的粘接作用進行分離步驟，從第2襯底分離薄膜半導體層，以便轉移薄膜半導體層到第3襯底上。76.一種按照權利要求71的制造半導體構件的方法，其特征是，通過把水加到溶水的粘合劑來降低粘合劑的粘接作用，進行分離步驟，從第2襯底分離用溶水的粘合劑粘接的薄膜半導體層，以便轉移薄膜半導體層到第3襯底上。77.一種按照權利要求71的制造半導體構件的方法，其特征是，通過把水穿過具有透水性的第2襯底加到溶水的粘合劑來降低粘合劑的粘接作用，來進行從具有透水性的第2襯底分離用溶水的粘合劑粘接的薄膜半導體層以便轉移薄膜半導體層到第3襯底上的分離步驟。78.一種按照權利要求68的制造半導體構件的方法，還包括下述步驟，在分離后處理第1襯底的表面，然后重新利用第1襯底。79.一種按照權利要求78的制造半導體構件的方法，在處理從其分離第1薄膜半導體層的第1襯底的表面后，還包括下述步驟生長具有和第1襯底相同成分的半導體層，并且利用液相在第1襯底的表面摻入雜質，然后，重復步驟(a)到(e)。80.一種按照權利要求79的制造半導體構件的方法，在形成摻雜半導體層之前還包括下述步驟，利用液相生長方法在第1襯底的表面形成不摻雜的或微量摻雜的半導體層，然后重復步驟(a)到(e)。81.一種按照權利要求68的制造半導體構件的方法，其特征是，利用純度為99.99％或以下的半導體作為第1襯底。82.一種制造半導體構件的裝置，其中含有包括多孔層的襯度和在多孔層上形成的半導體層，該裝置包括液相生長容器，用于把第1薄膜半導體層浸入熔液中，其中把形成薄膜半導體層的元素在還原氣氛溶解成飽和狀態(tài)或過飽和狀態(tài)，以便在液相中在第1薄膜半導體層的表面上生長第2薄膜半導體層；傳送部件，在汽相生長容器和液相生長容器之間傳送襯底，同時保持還原氣氛。83.一種按照權利要求82的裝置，還包括一個位于液相生長容器的前面的汽相生長容器，通過在還原氣氛分解源氣體，在汽相中在襯底的多孔層表面上生長第1薄膜半導體層。84.一種制造太陽電池的方法，利用權利要求68的制造半導體構件的方法。85.一種制造太陽電池的裝置，其中含有包括多孔層的襯底和在多孔層上形成的半導體層，該裝置包括液相生長容器，用于把第1薄膜半導體層浸入熔液中，其中把形成薄膜半導體層的元素在還原氣氛溶解成飽和狀態(tài)或過飽和狀態(tài)，以便在液相中在第1薄膜半導體層的表面上生長第2薄膜半導體層其具有和第1薄膜半導體層不同的導電類型；傳送部件，在汽相生長容器和液相生長容器之間傳送襯底，同時保持還原氣氛。86.一種按照權利要求85的裝置，還包括汽相生長容器，位于液相生長容器的前面，通過在還原氣氛分解源氣體，在汽相中在襯底的多孔層表面上生長第1薄膜半導體層。全文摘要為了達到晶體的高性能和半導體構件的低成本,以便低成本地制造具有高效率和柔軟形狀的太陽電池,利用下述步驟制造半導體構件,(a)在襯底的表面形成多孔層,(b)把多孔層在高溫還原氣氛下浸入溶解了用于形成待生長的半導體層的元素的溶液,以便在多孔層表面上生長晶體半導體層,(c)把另一襯底連接在其上形成多孔層和半導體層的襯底表面上,(d)在多孔層從另一襯底分離該襯底。文檔編號H01L21/20GK1192055SQ9712978公開日1998年9月2日申請日期1997年12月26日優(yōu)先權日1996年12月27日發(fā)明者中川克己,米原隆夫,西田彰志,坂口清文申請人:佳能株式會社