[go: up one dir, main page]

DE3100818A1 - METHOD FOR PRODUCING THIN CRYSTAL PLATES - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING THIN CRYSTAL PLATES

Info

Publication number
DE3100818A1
DE3100818A1 DE19813100818 DE3100818A DE3100818A1 DE 3100818 A1 DE3100818 A1 DE 3100818A1 DE 19813100818 DE19813100818 DE 19813100818 DE 3100818 A DE3100818 A DE 3100818A DE 3100818 A1 DE3100818 A1 DE 3100818A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
radiation
crystal layer
layer
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19813100818
Other languages
German (de)
Inventor
Melvin S. 07458 Saddle River N.J. Cook
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/127,114 external-priority patent/US4345967A/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE3100818A1 publication Critical patent/DE3100818A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/60Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

Patentanwalt Dipl.-lng. Harro ^Patent attorney Dipl.-Ing. Harro ^

Gfalfs Palentanwalt Am Burgetpark 8 D 3300 Bfaunschw«e GermanyGfalfs Palentanwalt Am Burgetpark 8 D 3300 Bfaunschw «e Germany

Am Bürgeipark 8At the Bürgeipark 8

D 3300 Braunschweig, Gen ι um νD 3300 Braunschweig, Gen ι um ν

Telefon 0531-74798Telephone 0531-74798

Cable patmarks braunsdiwou.;Cable patmarks braunsdiwou .;

G/WS - C li»rji{G / WS - C li » r ji {

Melvin S. CookMelvin S. Cook

kj> Westerly Road kj> Westerly Road

Saddle River, New Jersey 07Ί58Saddle River, New Jersey 07-58

U.S.A.UNITED STATES.

Verfahren zur Herstellung von dünnen KristallplattenProcess for the production of thin crystal plates

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Kristallplatten, insbesondere zur Herstellung von dünnen Einkristallplatten aus Halbleitermaterialien für die Verwendung bei der Herstellung von Solarzellen und integrierten Schaltungen.The invention relates to a method for the production of thin crystal plates, in particular for the production of thin single crystal plates of semiconductor materials for use in the manufacture of solar cells and integrated Circuits.

Eines der bekanntesten Verfahren zur Herstellung von dünnen Einkristallplatten oder -scheiben besteht darin, aus stangenförmigen Einkristallen aus Halbleitermaterialien dünne Platten oder Scheiben durch Sägen abzutrennen. Die Scheiben werden dann geläppt und poliert, um eine glatte und defektfreie Oberfläche für die folgenden Verfahrensschritte zu erzielen. Beim Abschneiden der Scheiben, die auch als "Wafers" bekannt sind, geht annähernd die Hälfte des Kristal!materials durch die Zerspanung beim Sägen verloren. Darüberhinaus müssen aus mechanischen Gründen die Wafers im allgemeinen sehr viel dicker hergestellt werden, als es für den Verwendungszweck funktionell notwendig ist.One of the most well-known methods for the production of thin single crystal plates or disks consists of rod-shaped Cutting off single crystals from semiconductor materials by sawing thin plates or wafers. The slices will then lapped and polished to a smooth and defect free surface for the following procedural steps. When cutting of the disks, also known as "wafers", almost half of the crystal material goes through the Chipping lost while sawing. In addition, for mechanical reasons, the wafers generally have to be very much thicker be produced as it is functionally necessary for the intended use.

130048/0559130048/0559

Es iet weiter bekannt, Dünnfilm-Einkristalle durch eine Schältechnologie herzustellen. Solche Dünnfilm-Einkristalle werden beispielsweise für die Herstellung von Solarzellen verwendet. Derartige Techniken sind berichtet von A.Q. Milnes und D.L. Feucht in "Proceedings of the 11th I.E.E.E. Photovoltaic Specialist Conference1,1 Seiten 338-3^1 (1975) und von M. Konagi, M. Sugimoto und K. Takahashi in "Journal of Crystal Growth", Ausgabe J»5, Seiten 277-280 (1978). Bei diesen Techniken werden Filme abgeschält, indem eine Schicht zwischen dem Film und dem Substrat geschmolzen oder aufgelöst wird. Die Zwischenschicht ist» dabei in ihrer Materialzusammensetzung unterschiedlich von dem Kristallfilm und dem Substrat. Die bekannten Techniken haben Kachteile, die signifikant die Filmqualität, die Kosten und die erreichbare Fläche negativ beeinflussen.It is also known to produce thin film single crystals by a peeling technology. Such thin-film single crystals are used, for example, for the production of solar cells. Such techniques are reported by AQ Milnes and DL Feucht in "Proceedings of the 11th IEEE Photovoltaic Specialist Conference 1 , 1 pp. 338-3 ^ 1 (1975) and by M. Konagi, M. Sugimoto and K. Takahashi in" Journal of Crystal Growth ", Edition J" 5, pp. 277-280 (1978). In these techniques, films are peeled off by melting or dissolving a layer between the film and the substrate. The intermediate layer is different in its material composition from the crystal film and The known techniques have tile parts that have a significant negative impact on the film quality, the costs and the achievable area.

Bti der Technik, bei der eine Zwischenschicht geschmolzen wird, deren Sehmelsepunkttemperatur niedriger liegt als der Schmelzpunkt des Filmes oder des Substrates, ist es nötig, daß eine verflüssigte Schicht zwischen dem gesamten Film und dem Substrat gebildet wird, von dem der Film abgenommen werden poll. Um zu diesen Ergebnis zu kommen, muß die gesamte Struktur mit Kristallfilm, Zwischenschicht und Substrat auf eine Temperatur erhitzt werden, die wenigstens dem Schmelzpunkt der Zwischenschicht entspricht und auf einer solchen Temperatur gehalten werden, bis die verflüssigte Schicht sich über die gesamte Berührungsfläche swisohen film und Substrat ausgebildet hat, damit der Film nieht beim Abziehen vom Substrat reißt oder sonstwie beschädigt wird. Insbesondere für Ill-V-Verbindungen sind die Temperaturen, die erreicht werden müssen» relativ hooh. Bei solchen Temperaturen tritt schnell eine Materialdiffusion durch dai kristalline Material hindurch auf. Wenn das verflüssigte Material der Zwischenschicht in Berührung mit dem Film verbleibt, tritt dieses flüssige Material in den Film ein und legiert mit diesem oder bildet in dem Film Verunreinigungen. Da das MaterialBti the technique in which an intermediate layer is melted, whose Sehmel point temperature is lower than the melting point of the film or substrate, it is necessary that a liquefied layer is formed between the entire film and the substrate from which the film will be removed poll. In order to To achieve this result, the entire structure with the crystal film, intermediate layer and substrate must be heated to a certain temperature which at least corresponds to the melting point of the intermediate layer and are kept at such a temperature, until the liquefied layer has formed over the entire contact surface swisohen film and substrate, so that the The film never tears or is damaged in any way when it is peeled off the substrate. For III-V connections in particular, the Temperatures that have to be reached »relatively high. at At such temperatures, material diffusion quickly occurs through the crystalline material. If that liquefied If material of the intermediate layer remains in contact with the film, this liquid material enters the film and alloys with it this or forms impurities in the film. Because the material

130048/0559130048/0559

des Filmes in seiner Zusammensetzung von dem Material der Zwischenschicht unterschiedlich ist bzw. sein muß, damit ihre Schmelzpunkte unterschiedlich sind, kann derartig ein diffundiertes Material die Ladungsträgerlaufzeit und -beweglichkeit herabsetzen. Dies kann wiederum in einer Herabsetzung der Wirksamkeit des endgültigen Produktes resultieren, das auf dem Film hergestellt wird. Zusätzlich ist es für bestimmte Anwendungen wünschenswert, einen Film herzustellen, der eine genau vorbestimmte Verteilung von Fremdatomen aufweist. So ist es zum Beispiel wünschenswert, einen Film herzustellen, der durch entsprechende Dotierungsstoffe beispielsweise pn-leitend ist. Der Film selbst kann in dieser Form gezüchtet werden. Wenn der Film jedoch über einen signifikanten Zeitraum auf höheren Temperaturen gehalten wird, kommt es durch die Diffusion zu einer Einebnung der Verteilung der Verunreinigungen, wodurch dann die Wirksamkeit der pn-Leitung herabgesetzt wird. Allgemein gilt, daß je größer die Fläche des Filmes ist, umso länger muß die Struktur auf erhöhter Temperatur gehalten werden, damit sichergestellt wird, daß über die gesamte Berührungsfläche zwischen Film und Substrat eine verflüssigte Schicht vorliegt, so daß der Film mit Erfolg abgeschält werden kann. Das Problem der Diffusion wird damit um so größer, je größer die Fläche des Kristallfilms ist. Da beispielsweise bei der Herstellung von Solarzellen die Kosten mit der Filmgröße sinken, ist es mit diesem bekannten Verfahren nicht möglich, eine wesentliche Kostenersparnis zu erreichen, da aus den genannten Gründen die Flächengröße des Filmes bei den bekannten Verfahren begrenzt ist. Es sind aber gerade die Kosten der Solarzellen, die ihre Anwendung begrenzen.of the film is or must be different in its composition from the material of the intermediate layer so that If their melting points are different, such a diffused material can reduce the charge carrier transit time and mobility. This in turn can result in a reduction in the effectiveness of the final product, that is made on the film. In addition, for certain applications it is desirable to produce a film that which has a precisely predetermined distribution of foreign atoms. For example, it is desirable to produce a film that is, for example, pn-conductive through appropriate dopants. The film itself can be in this form be bred. However, if the film is held at higher temperatures for a significant period of time, it will occur by diffusion to a leveling of the distribution of the impurities, which then reduces the effectiveness of the pn line is reduced. In general, the larger the area of the film, the longer the structure has to be on the raised surface Temperature must be maintained to ensure that the entire contact area between the film and the substrate a liquefied layer exists so that the film can be peeled off successfully. The problem of diffusion is thus all the more larger, the larger the area of the crystal film is. For example, in the production of solar cells, the costs decrease with the film size, it is not possible to achieve significant cost savings with this known method, because for the reasons mentioned, the surface size of the film is limited in the known processes. But it is just that Cost of solar cells that limit their use.

Die Verfahren nach dem Stand der Technik haben noch einen weiteren Nachteil. Um eine Einkristallschicht auf einer Einkristalloberfläche zu züchten, müssen die Gitterparameter sehr genau aufeinander abgestimmt sein und die beiden Materialien müssenThe prior art methods have another disadvantage. In order to grow a single crystal layer on a single crystal surface, the lattice parameters must be very precise must be coordinated and the two materials

130048/0559130048/0559

isomorph sein. Di« Materialien müssen weiter in ihren Wärmeausdehnungskoeffizienten genau aufeinander abgestimmt sein, da beide Materialien über einen großen Temperaturbereich in Berührung miteinander stehen müssen. Die Abstimmung der Temperaturkoeffizienten ist kaum möglich. Bei einem großen Temperaturbereich treten damit Spannungen, Verlagerungen und Defekte auf, die in dem fertigen Film erscheinen. Die Notwendigkeit, die Struktur einschließlich Film, Zwischenschicht und Substrat auf die Schmelztemperatur der Zwischenschicht zu bringen und sie auf dieser Temperatur für einige Zeit zu halten, haben daher die negative Wirkung, daß dadurch Defekte verschiedener Arten in dem fertigen Film auftreten.be isomorphic. The materials must also be precisely matched to one another in terms of their coefficients of thermal expansion, since both materials have to be in contact with one another over a wide temperature range. The vote of the Temperature coefficient is hardly possible. In the case of a large temperature range, there are tensions, displacements and Defects that appear in the finished film. The need to structure including film, interlayer and to bring the substrate to the melting temperature of the intermediate layer and to keep it at this temperature for some time, therefore have the negative effect of causing defects of various kinds to appear in the finished film.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die Zwischenschicht zwischen dem Substrat und dem Film aufgelöst. Es ist klar, daß erhebliche Probleme bei der Herstellung von größerflächigen Filmen auch bei diesem Verfahren auftreten. Hierzu gehört insbesondere die Diffusion von Materialien in die Zwischenschicht und aus der Zwischenschicht durch die sehr engen Kanäle, die zwischen dem Film und dem Substrat weggelöst werden, wobei zu berücksichtigen ist, daß dieses Verfahren naturgemäß ein sehr langsames Verfahren ist. Diese Diffusionsgefahren gelten aufgrund des langsamen Verfahrens umso mehr für großflächige Filme. Die Langsamkeit des Verfahrens macht dieses darüber hinaus kostspielig· Darüber hinaus kann nicht erwartet werden, daß der Film vollständig inert ist gegenüber den Chemikalien, durch die die Zwischenschicht aufgelöst wird. Die Lösungschemikalien können damit unerwünschte Verunreinigungen in den Film einbringen.In another known method, the intermediate layer between the substrate and the film is dissolved. It's clear, that considerable problems in the production of large-area films also occur with this method. This includes, in particular, the diffusion of materials into the intermediate layer and out of the intermediate layer through the very narrow channels which are dissolved away between the film and the substrate, wherein it has to be taken into account that this process is naturally a very slow process. These diffusion hazards apply Because of the slow process, even more so for large-area films. The slowness of the process also makes this one costly · In addition, the film cannot be expected to be completely inert to the chemicals through which the intermediate layer is dissolved. The solution chemicals can thus keep unwanted contaminants in bring in the film.

Abschließend sei noch einmal darauf hingewiesen, daß die vorstehend besprochenen bekannten Verfahren die Ausbildung einer Zwischenschicht zwischen dem Film und dem Substrat erfordern. Die Bildung von Zwischenschichten macht das System komplex und erhöht die Kosten des fertigen Filmes.Finally, it should be pointed out again that the known methods discussed above, the formation of a Require intermediate layer between the film and the substrate. The formation of intermediate layers makes the system complex and increases the cost of the finished film.

130048/0559130048/0559

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ea möglich iat, mit niedrigen Kosten dünne Kristallfilme hereustellen aus Halbleitermaterialien und anderen Materialien. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren au schaffen, mit dem dünne Einkristallfilme hergestellt werden können aus Halbleitermaterialien oder anderen Materialien. Das Verfahren soll darüber hinaus in besonderer Weise geeignet sein, großflächige Dünnfilm-Einkristalle aus Halbleitermaterialien oder anderen Materialien herzustellen.The object of the invention is to create a method with the ea it is possible to produce thin crystal films from semiconductor materials and others at low cost Materials. In particular, it is an object of the invention to provide a method by which thin single crystal films can be produced from semiconductor materials or others Materials. In addition, the method should be particularly suitable for producing large-area thin-film single crystals To manufacture semiconductor materials or other materials.

Ausgang des Verfahrens ist die Züchtung einer Einkristallschicht auf der Oberfläche eines Einkristallsubstrates. Die Techniken für eine solche Züchtung sind bekannt, und zwar sowohl für eine epitaxiale als auoh für eine heteroepitaxiale Ausbildung. Bekannt sind beispielsweise Verfahren zur Züchtung von Epitaxialschichten aus der Dampfphase oder aus der Plüpsigkeitsphase, das Züchten aus einer Schmelze und der Niederschlag durch Molekularstrahlen.The starting point of the process is the growth of a single crystal layer on the surface of a single crystal substrate. the Techniques for such growth are known, both epitaxial and heteroepitaxial Education. For example, methods for growing epitaxial layers from the vapor phase or from the are known Plush phase, growing from a melt and precipitation by molecular beams.

Die gestallte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, wie es im Hauptanspruch herausgestellt ist und in zweckmäßiger Ausgestaltung Gegenstand der Unteransprüohe ist.The object is achieved according to the invention by a The method as set out in the main claim and, in an appropriate embodiment, is the subject of the subclaims.

Das Substrat kann beispielsweise in Form eines großen zylindrischen Körpers gezüchtet sein. Dieser wird dann zunächst in einen genauen geometrischen Zylinder geformt. Es wird dann auf der Zylinderoberfläche des Substrats eine Einkriatallschient gezüchtet mit Ausnahme eines linienförmigen Bereiches, der parallel zur Zylinderachse liegt und in dem später das Abschälen beginnt. Es wird dann eine Laserstrahlung in einen Bereich des Substrates fokussiert, der der Kristallschicht naheliegt. Der Fokusbereich erstreckt sich über die volle Breite der Schicht parallel zur Zylinderachse. Das optische System, dae hierfür benutzt wird, erzeugt eine gleichförmigeFor example, the substrate can be grown in the form of a large cylindrical body. This is then first shaped into an accurate geometric cylinder. A single crystal splint is then grown on the cylinder surface of the substrate with the exception of a linear area, which lies parallel to the cylinder axis and in which peeling begins later. It then emits laser radiation into one Focused on the area of the substrate that is close to the crystal layer. The focus area extends over the full Width of the layer parallel to the cylinder axis. The optical system used for this creates a uniform one

130048/0559130048/0559

Strahlungeverteilung in dem Fokusbereich und damit eine gleichförmige Wirkung in diesem Bereich. Die Laserstrahlung wird «unächst auf eine der achsparallelen Kanten der Schicht auf dem Substrat gerichtet, wo das Abschälen des Films dann beginnen kann.Radiation distribution in the focal area and thus a uniform effect in this area. The laser radiation becomes «next to one of the axially parallel edges of the layer directed on the substrate where peeling of the film can then begin.

Da das Substratmaterial Laserstrahlung absorbiert, während das Material,aus dem der Einkristallfilm besteht, für die Laserstrahlung durchlässig ist, wird das Substrat direkt durch die absorbierte Strahlung aufgeheizt, während die Kristallschicht nur durch die Wärmeübertragung vom Substrat aus aufgeheizt wird. Es tritt jedoch nur ein Teil der erzeugten Wärme in die Kristallschicht über. Damit ist der Heiseffekt aufgrund der Strahlung in dem Kristallfilm significant geringer als in dem Substrat. Aus diesem Grund kann Substratmaterial im Fokusbereich verflüssigt werden, während das angrenzende Material der darauf aufliegenden Einkriatallfilmschicht fest bleibt, und zwar auch wenn das Material dieser Filmschicht einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als das Material, aus dem das Substrat besteht.Since the substrate material absorbs laser radiation, while the material of which the single crystal film is made for Laser radiation is permeable, the substrate is heated directly by the absorbed radiation, while the Crystal layer is only heated by the heat transfer from the substrate. However, only part of the heat generated passes into the crystal layer. So that is Heat effect due to the radiation in the crystal film significantly less than in the substrate. For this reason, substrate material can be liquefied in the focus area, while the adjoining material of the single crystal film layer resting on it remains firm, even if that The material of this film layer has a lower melting point than the material from which the substrate is made.

Während das Substratmaterial im Fokusbereich verflüssigt wird, rotiert der Zylinder unter dem feeten optischen System und die Trennung der Filmschicht von dem Material wird mechanisch vorgenommen, solange das Substratmaterial noch flüssig ist. Da die tatsächliche Wärmemenge gering ist, ungeachtet der lokalen Aufsohmelzungen, muß die Schicht örtlich von dem Substrat getrennt werden, da sobald die Laserstrahlung aus diesem Bereich heraustritt, das geschmolzene Material schnell wieder verfestigt in dem Maße, in dem Wärme in benachbartes Material abströmt, das kälter ist. Auf diese Weise wird der Film fortschreitend abgeschält, wobei die Laserstrahlung über das Substrat und die Schicht hinweg bewegt wird. Die schnelle Wiederverfestigung des verflüssigten Materials be-While the substrate material liquefies in the focus area the cylinder rotates under the fixed optical system and the separation of the film layer from the material is carried out mechanically while the substrate material is still liquid. Since the actual amount of heat is small, regardless of the local Aufohmelzungen, the layer must be localized by the Substrate are separated because as soon as the laser radiation emerges from this area, the melted material quickly resolidifies to the extent that heat flows into neighboring material that is colder. In this way, the The film is progressively peeled off as the laser radiation is moved across the substrate and layer. the rapid resolidification of the liquefied material

130048/0559130048/0559

-•j?— :- • j? -:

-3--3-

deutet, daß heiße Schmelze, die in ihrer Materialzusammensetzung differiert, in keinem örtlichen Bereich für einen signifikanten Zeitraum mit der Filmschicht in Berührung bleibt. Dies vermindert das Erscheinen von Material aus dem Substrat in dem fertigen Einkristallfilm. Die Zeit, während der eine signifikante Aufheizung der Filmschicht auftritt, ist in jedem Punkt sehr kurz. Damit werden aber Diffusionswirkungen auf ein Minimum reduziert. Die Verteilung von Verunreinigungen, die in der Schicht vor der Trennung ausgebildet ist, bleibt bestehen. Dies ist vorteilhaft bei der Herabsetzung der Kosten verschiedener Arten von Solarzellen, da es weniger kostspielig ist, die Schicht pn-leitend auszubilden als eine solche Leitung zu einem späteren Zeitpunkt im Herstellungsprozeß vorzunehmen, nachdem der Film von dem Substrat getrennt ist.indicates that hot melt, which differs in its material composition, in no local area for one remains in contact with the film layer for a significant period of time. This reduces the appearance of material from the Substrate in the finished single crystal film. The time during the significant heating of the film layer occurs, is very brief in every point. But with this there are diffusion effects reduced to a minimum. The impurity distribution formed in the layer before separation remains exist. This is beneficial in lowering the cost of various types of solar cells because it is less costly is to make the layer pn-conductive as such a line at a later point in time in the manufacturing process, after the film is separated from the substrate is.

Grenzen für die erreichbare Fläche für den Einkristallfilm sind durch die Anforderungen an die Laserstrahlung bedingt und durch die Verfügbarkeit von Substraten entsprechender Größe.Limits to the area that can be achieved for the single crystal film are determined by the requirements placed on the laser radiation and by the availability of substrates of the appropriate size.

Es ist möglich, Laserstrahlung auch dazu zu verwenden, die gesamte Substratoberfläche gleichzeitig zu erhitzen. Dies ist jedoch weniger zweckmäßig, da die Herabsetzung der Produktqualität bei einem solchen Verfahren wesentlich größer sein wird, da die gesamte Wärmezufuhr und die Zeit, in der der Film in Berührung mit der heißen Schmelze steht, jeweils sehr viel größer sein würden.It is possible to use laser radiation to heat the entire substrate surface at the same time. this however, it is less expedient, since the reduction in product quality in such a process can be significantly greater because the total heat input and the time in which the film is in contact with the hot melt, each is very large would be bigger.

Die Strahlungsabsorption in einem Halbleitermaterial kann beispielsweise beschrieben werden in Form von Parametern, die einen einfachen Vergleich verschiedener Materialien ermöglichen,The absorption of radiation in a semiconductor material can, for example are described in the form of parameters that allow easy comparison of different materials,

130048/0559130048/0559

2
PalIf FCx) der Photonenfluß in cm /s ist, ist
2
PalIf FCx) is the photon flux in cm / s is

P(x) » P(O) exp (-oCAx)P (x) »P (O) exp (-oC A x)

Hierin iat oGi der Absorptionskoeffizient für die Strahlung der Wellenlänge Λ und F(O) ist der Wert von P(x) an Bezugspunkt χ » 0. Der Absprptionskoeffizient kann graphisch als eine Punktion von A und der Photonenenergie für die verschiedenen Materialien aufgetragen werden.Here oGi is the absorption coefficient for the radiation of wavelength Λ and F (O) is the value of P (x) at reference point χ »0. The jump coefficient can be graphed as a puncture of A and the photon energy for the different materials are plotted.

Eine Laserstrahlung mit der Wellenlänge = 1,06 μ kann erzeugt werden durch einen Nd:YAG Dauerstrahllaser. Die Photonenenergie, «flti« für eine solche Strahlung charakteristisch ist, beträgt 1,17 eV. Diese Strahlung kann von einem Halbleitermaterial mit einer Bandlückenenergie kleiner als 1,17 eV absorbiert werden. Ein Halbleitermaterial mit einer Bandlückenenergie größer als 1,17 eV würde für eine solche Strahlung im wesentlichen durchlässig sein. Die Bandspaltenergie des Halbleiters InP ist gleich 1,33 eV bei 3000K. Der Absorptionskoeffizient ist damit im wesentlichen Null für eine 1,06/um Strahlung. Quaternäre Qa-x lni^x Aay^i^y Legierungen können in Qitterübereinstimmung mit InP sein und können mit Bandspaltenenergien produziert werden, die den Bereich zwischen 0,75 β V bis 1,3 eV umfassen. Es kann damit eine Legierung erzeugt werden, die ein wirksamer Absorber von 1,06 /laserstrahlung ist. Palis eine InP Krietallsehicht auf der Oberfläche einer solchen Legierung geformt wird mit beispielsweise einer Bandspaltenenergie gleich 0,8 eV kann ein Laser verwendet werden« um die Sohioht von dem Substrat in der oben beschriebenen Weise abzutrennen« Falls der Absorptionskoeffizient der Legierung 10* em"1 beträgt, werden 71 £ der Photonen, die auf die Oberfläche der Legierung auftreffen, in einer Tiefe von 0,125 yu/absorbiert.A laser radiation with a wavelength = 1.06 μ can be generated by an Nd: YAG continuous beam laser. The photon energy "flti" is characteristic of such radiation is 1.17 eV. This radiation can be absorbed by a semiconductor material with a band gap energy of less than 1.17 eV. A semiconductor material with a band gap energy greater than 1.17 eV would be substantially transparent to such radiation. The band gap energy of the semiconductor is InP is equal to 1.33 eV at 300 0 K. The absorption coefficient thus essentially zero for a 1.06 / um radiation. Quaternary Qa - ln x i x ^ Aa y ^ i ^ y alloys can be Qitterübereinstimmung with InP, and can be produced with band gaps energies that span the range between 0.75 β V to 1.3 eV. It can be used to produce an alloy that is an effective absorber of 1.06 / laser radiation. If an InP crystal layer is formed on the surface of such an alloy with, for example, a band gap energy equal to 0.8 eV, a laser can be used to separate the alloy from the substrate in the manner described above. If the absorption coefficient of the alloy is 10 * em " 1 71 of the photons striking the surface of the alloy are absorbed at a depth of 0.125 yu /.

130048/0559130048/0559

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im nachstehenden anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist:Further details of the invention are described below with reference to the drawing. In this one is:

Fig. 1 eine graphische Wiedergabe der Beziehung zwischen dem Absorptionskoeffizienten, der Wellenlänge der Strahlung und der Photonenenergie für verschiedene Halbleitermaterialien;Fig. 1 is a graphic representation of the relationship between the absorption coefficient, the wavelength of the Radiation and photon energy for various semiconductor materials;

Pig. 2 eine schematische Darstellung der Trennung einerPig. 2 is a schematic representation of the separation of a

Einkristallschicht von einem Substrat unter Verwendung von Laserstrahlung, die durch die Einkristallschicht durchtritt;Using single crystal layer from a substrate from laser radiation passing through the single crystal layer;

Fig. 3 eine schematische Wiedergabe des Systems nach Fig. 2, bei der jedoch eine Zwischenschicht aus einem strahlungsabsorbierenden Material verwendet wird;Fig. 3 is a schematic representation of the system of FIG. 2, but in which an intermediate layer of a radiation absorbing material is used;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dünnen Einkristallschicht, die von einem Substrat getrennt wird unter Verwendung einer Laserstrahlung, die durch das Substrat hindurchtritt;Figure 4 is a schematic illustration of a thin single crystal layer being separated from a substrate below Using laser radiation that passes through the substrate;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Substrates mit einer darauf geformten Einkristallschicht und mit einer Metallfolie, die unter Druck in Berührung mit der Schicht steht undFig. 5 is a schematic representation of a substrate with a single crystal layer formed thereon and with a metal foil which is in contact with the under pressure Layer stands and

Fig. 6 eine schematische Wiedergabe der Trennung der an der Metallfolie anhaftenden Kristallschicht vom Substrat.6 shows a schematic representation of the separation of the crystal layer adhering to the metal foil from the substrate.

In Fig. 1 ist das Verhältnis des Absorptionskoeffizienten im Verhältnis zur Strahlungswellenlänge und zur Photonenenergie graphisch für verschiedene unterschiedliche HalbleitermaterialienIn Fig. 1 is the ratio of the absorption coefficient to the radiation wavelength and the photon energy graphically for various different semiconductor materials

130048/0559130048/0559

dargestellt. Hieraus geht hervor, daß die Materialien GaP und Si mit indirektem Spalt ein Verhältnis von Ansteigen des Absorptionskoeffizienten in bezug auf ein Ansteigen der Photonenenergie aufweisen, das geringer ist als das für die Materialien QaAs und CdS, die Materialien mit direktem Spalt. Für eine wirksame Absorption von Strahlungen, die durch diese Materialien mit indirektem Spalt hindurchtreten, muß die Wellenlänge der Strahlung daher weiter von der Grundabsorptionskante (längste Wellenlänge) in Richtung auf kürzere Wellenlängen (größere Photonenenergie) entfernt liegen als dies bei Materialien mit direktem Spalt der Pail ist.shown. It can be seen from this that the materials GaP and Si with indirect gap have a ratio of increasing the Have absorption coefficients with respect to an increase in photon energy that is less than that for the Materials QaAs and CdS, the materials with a direct gap. For effective absorption of radiation passing through these materials must pass through with an indirect gap the wavelength of the radiation is therefore further from the basic absorption edge (longest wavelength) in the direction of shorter wavelengths (greater photon energy) than this is the pail for materials with a direct gap.

In reinem Zustand sind diese Halbleiter weitgehend transparent für Wellenlängen länger als ihre fundamentale Absorptionskante. Im unreinen Zustand sind sie undurchlässig und damit absorbierend für Wellenlängen von Ultraviolett bis zu Radiowellenlängen. In Bereichen, in denen die reinen Materialien stark absorbieren, haben sie Absorptionskoeffizienten in derIn their pure state, these semiconductors are largely transparent for wavelengths longer than their fundamental absorption edge. In the impure state they are impermeable and therefore absorbing for wavelengths from ultraviolet to radio wavelengths. In areas where the pure materials absorb strongly, they have absorption coefficients in the

■5-1
Größenordnung von ICr cm
■ 5-1
Of the order of ICr cm

In Fig. 2 ist eine Anordnung 3 mit einem zylindrischen Substrat dargestellt,auf dem ein Einkristall in Form einer dünnen Filmschicht ausgebildet ist. Techniken für die Züchtung einer solchen Kristallschicht sind bekannt. Sie können beispielsweise aus flüssiger oder gasförmiger Phase in Epitaxie oder Heteroepitaxie abgeschieden werden, aus einer Schmelze gezüchtet werden oder durch Molekularstrahlenwachstum.In Fig. 2 is an arrangement 3 with a cylindrical substrate on which a single crystal is formed in the form of a thin film layer. Techniques for breeding a such crystal layers are known. You can, for example, from the liquid or gaseous phase in epitaxy or Heteroepitaxy can be deposited, grown from a melt, or by molecular beam growth.

Der Laser 11 emittiert eine Laserstrahlung 9, die durch ein optisches System 13 in den Fokusbereich 15 gerichtet wird, der sich über die gesamte Länge der Schicht auf dem Substrat erstreckt. Die Strahlungsmenge im Fokusbereieh reicht aus, Material im Fokusbereieh zu schmelzen. Das Substrat dreht sich dabei in die Richtung des Pfeiles 17. Zunächst wird die Kante 19 derThe laser 11 emits a laser radiation 9 which is directed by an optical system 13 into the focus area 15, the extends over the entire length of the layer on the substrate. The amount of radiation in the focus area is sufficient, material to melt in the focus area. The substrate rotates in the direction of arrow 17. First, the edge 19 is the

130048/0559130048/0559

-43--43-

Schioht vom Substrat gelöst. Dies kann dadurch erfolgen, daß mechanisch ein Keil eingesetzt wird, wenn das Substrat im Pokusbereich verflüssigt ist. Dieser Keil ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Es können aber übliche Keile verwendet werden, die für diesen Zweck brauchbar sind.Schioht detached from the substrate. This can be done by mechanically inserting a wedge when the substrate is in the Focus area is liquefied. This wedge is not shown in the drawing. However, conventional wedges can be used useful for this purpose.

Die als erstes getrennte Kante der Schicht 19 kann mechanisch gehaltert werden und dazu benutzt werden, den Film abzuziehen, so daß während die Laserstrahlung über die Oberfläche des Substrates wandert, die jeweils verflüssigten Bereiche von ihrer darüber liegenden Kristallschicht freikommen, indem an der Haltevorrichtung gezogen wird. Diese mechanische Haltevorrichtung ist gleichfalls nicht gezeigt. Es können aber übliche Haltevorrichtungen hierfür verwendet werden. Das Verfahren wird fortgesetzt bis die gesamte Kristallschicht vom Substrat getrennt ist.The first separated edge of the layer 19 can be held mechanically and used to peel off the film, so that while the laser radiation travels over the surface of the substrate, the liquefied areas of their overlying crystal layer can be released by pulling on the holding device. This mechanical holding device is also not shown. But it can conventional holding devices are used for this. The process is continued until the entire crystal layer is removed Substrate is separated.

In der Ausführungsform nach Pig. 2 ist die Kristallschicht transparent für die Laserstrahlung, die von dem Substrat absorbiert wird. Falls die Schicht ein InP-Kristall ist, kann das Substrat aus einer Ga In, As P1 Legierung zusammengesetzt sein, und es kann ein Nd:YAG Laser verwendet werden, der mit einer Wellenlänge von 1,06 aufarbeitet. Im allgemeinen sollte die verwendete Legierung so hinsichtlich ihrer Zusammensetzung gewählt werden, daß die verwendete Laserstrahlung wirksam absorbiert wird.In the Pig. 2 the crystal layer is transparent to the laser radiation which is absorbed by the substrate. If the layer is an InP crystal, the substrate can be composed of a Ga In, As P 1 alloy, and a Nd: YAG laser which processes with a wavelength of 1.06 can be used. In general, the composition of the alloy used should be selected so that the laser radiation used is effectively absorbed.

In Fig. 3 ist im wesentlichen dieselbe Anordnung wie in Fig. verwendet. Abweichend ist hier eine Zwischenschicht aus strahlungsabsorbierendem Material 23 vorgesehen, die zwischen der Einkristallschicht 7 und dem zylindrischen Substrat 5 liegt. Die Verflüssigung dieser Zwischenschicht mit Hilfe der Absorption von Laserstrahlung ermöglicht es, die Kristallschicht 7 abzutrennen, die dann das gewünschte Filmprodukt darstellt.In FIG. 3, essentially the same arrangement as in FIG. 1 is used. In contrast, an intermediate layer is made here Radiation-absorbing material 23 is provided between the single crystal layer 7 and the cylindrical substrate 5 lies. The liquefaction of this intermediate layer with the help of the absorption of laser radiation enables the crystal layer 7 to be separated, which then represents the desired film product.

130CU8/0559130CU8 / 0559

In diesem Fall ist es vorteilhaft, für das Substrat 5 ein Material zu verwenden, das für die Laserstrahlung durchlässig ist, da letztere in der Zwischenschicht absorbiert wird und werden soll. Dies trägt dazu bei, die lokale Erwärmung auf einem Minimum zu halten, die sonst die Qualität des Produktes verschlechtern könnte. In diese Anordnung wird die Zwischenschicht 23 als das Substrat, auf dem die Kristallschicht 7 gezüchtet oder abgeschieden wird, verwendet.In this case it is advantageous to use a material for the substrate 5 which is transparent to the laser radiation is because the latter is and should be absorbed in the intermediate layer. This helps reduce local warming to a minimum, which could otherwise deteriorate the quality of the product. In this arrangement the intermediate layer 23 is used as the substrate on which the crystal layer 7 is grown or deposited.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 ist besonders zweckmäßig, wenn es schwierig ist, große Einkristalle auf einem geeigneten strahlungsabBorbierenden Material zu züchten, das in Verbindung mit dem Material, aus dem der dünne Film erzeugt wird, als Substrat benutzt wird. Es ist beispielsweise sehr viel leichter, große Einkristalle aus einem Silizium zu züchten als große Einkristalle aus Silizium-Germanium-Legierungen mit einem Mol-Prozent Silizium im Bereich von 15 % bis 95Wenn ein Silizium-Dünnfilmprodukt erzeugt werden soll, wird daher vorzugweise eine Anordnung nach Fig. 3 verwendet, wobei eine Zwischenschicht aus einer Silizium-Germanium-Legierung verwendet wird in Verbindung mit einem Silizium-Substrat. Die Zwischenschicht kann mit einer Dicke von 0,5 yu/vorgesehen werden, während die Silizium-Kristallschicht eine Dicke von 25 yu^aufweist. Eine Silizium-Schicht von dieser Dicke ist hinreichend flexibel, um leicht gehandhabt zu werden, und auf der anderen Seite dick genug für die Herstellung wirksamer Solarzellen mit pn-Leitung.The embodiment of Figure 3 is particularly useful when it is difficult to grow large single crystals on a suitable radiation absorbing material which is used as a substrate in conjunction with the material from which the thin film is formed. For example, it is much easier to grow large single crystals from a silicon than large single crystals from silicon-germanium alloys with a mole percent silicon in the range of 15 % to 95 % an arrangement according to FIG. 3 is used, an intermediate layer of a silicon-germanium alloy being used in connection with a silicon substrate. The intermediate layer can be provided with a thickness of 0.5 yu /, while the silicon crystal layer has a thickness of 25 yu ^. A silicon layer of this thickness is sufficiently flexible to be easily handled and, on the other hand, thick enough for the production of efficient solar cells with pn conduction.

In Fig. 1I ist auf einem Substrat 25 eine Kristallschicht 27 ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist das Substrat transparent für die Laser-(oder sonstige)strahlung 29, die durch das Substrat über das optische System 31 in den Fokusbereich 33 geleitet wird. Im Fokusbereich tritt dann eine örtliche Verflüssigung aufgrund der Strahlungsabsorption auf, so daß einIn Fig. 1 I a crystal layer 27 is formed on a substrate 25. In this embodiment, the substrate is transparent to the laser (or other) radiation 29, which is guided through the substrate via the optical system 31 into the focus area 33. Local liquefaction then occurs in the focus area due to the absorption of radiation, so that a

130048/0559130048/0559

Keil 35 mit mechanischen Mitteln in Richtung des Pfeiles 37 vorgeschoben werden kann, um so die Kristallschicht von dem Substrat im Bereich des verflüssigten Materials zu trennen. Hierfür verwendbare Vorschubmittel sind nicht dargestellt und in der Technik bekannt. Gleichzeitig wird das optische System und die Laserstrahlung in Richtung des Pfeiles 39 weiter bewegt, so daß die gesamte Kristallschicht fortschreitend von dem Substrat getrennt werden kann. Das verflüssigte Material neigt dazu, mit einer Kristallstruktur zu erstarren, die eine Portsetzung der Kristallstruktur der darunter liegenden Kristallschicht ist. Solange das Material flüssig ist, kann es mechanisch oder chemisch entfernt werden. Nach der Erstarrung kann die Kristallstruktur, falls sie unbefriedigend ist, rekristallisiert werden, beispielsweise indem die Laserstrahlung über die Oberfläche hinweggeführt wird, so daß ein Schmelzen an der Oberfläche auftritt. Diese Schicht kann aber auch chemisch oder mechanisch entfernt werden.Wedge 35 can be advanced by mechanical means in the direction of arrow 37 so as to remove the crystal layer from the Separate the substrate in the area of the liquefied material. Feed means which can be used for this purpose are not shown and known in the art. At the same time, the optical system and the laser radiation are directed in the direction of arrow 39 moved further so that the entire crystal layer can be progressively separated from the substrate. The liquefied material tends to solidify with a crystal structure that portrays the crystal structure of the underlying crystal layer is. As long as the material is liquid, it can be removed mechanically or chemically. After solidification the crystal structure, if it is unsatisfactory, can be recrystallized, for example by the laser radiation is passed over the surface so that melting occurs at the surface. But this layer can also can be removed chemically or mechanically.

In Fig. 5 ist ein Substrat 43 dargestellt, auf dem eine dünne Einkristallschicht 45 ausgebildet ist. Durch einen Träger wird eine Metallfolie 47 unter Druck in Berührung mit der Kristallschicht gebracht. Diese Anordnung wird dann aufgeheizt und für eine hinreichende Zeit auf einer solchen Temperatur gehalten, daß eine eutektische Legierung des Materials der Kristallschicht und der Folie im Berührungsbereich der beiden ausgebildet wird, um eine gute mechanische Verbindung und einen guten elektrischen Kontakt zwischen ihnen herbeizuführen. Die Ausbildung einer solchen eutektischen Legierung zwischen einem Halbleitermaterial und einem Metall ist beispielsweise bekannt bei der Herstellung von elektronischen Halbleiterbauelementen. Aluminium und Silizium bilden eine solche Legierung beispielsweise bei 577° C.In Fig. 5, a substrate 43 is shown on which a thin Single crystal layer 45 is formed. Through a carrier a metal foil 47 is under pressure in contact with the Brought crystal layer. This arrangement is then heated and at such a temperature for a sufficient time held that a eutectic alloy of the material of the crystal layer and the foil in the contact area of the two is designed to bring about a good mechanical connection and a good electrical contact between them. the Formation of such a eutectic alloy between a semiconductor material and a metal is for example known in the manufacture of electronic semiconductor components. Aluminum and silicon form such an alloy for example at 577 ° C.

130048/0559130048/0559

Wie in Pig. 6 dargestellt, wird eine Trennung der Folie 47 mit der daran anhaftenden Kristallschicht 45 durchgeführt, indem Laserstrahlung 55 durch ein optisches System 53 in den Fokusbereich 51 gerichtet wird, in dem ein lokales Schmelzen des Metalls der Metallschicht durch Absorption der Laserstrahlung auftritt. Wenn die Schmelztemperatur erreicht ist, wird die Folie mit dem daran anhaftenden Kristall von dem Substrat 43 fortschreitend getrennt. Es können übliche Mittel verwendet werden, um die Folie zur Erreichung dieser Trennung abzuziehen. Um die gesamte Folie mit dem daran anhaftenden Kristall zu trennen, wird die Laserstrahlung Über die gesamte Länge des Kristalls geführt, indem das Substrat mit einer entsprechenden Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 57 bewegt wird. Da nur eine sehr geringe Wärmemenge benötigt wird, um die Trennung durchzuführen, kommt es nicht zu einer Lösung von Metallatomen aus der Folie in der Kristallschieht, die deren Eigenschaften verschlechtern würden. Dies ist im Gegensatz zu der Wirkung, die auftritt, wenn ein Aufheizen der gesamten Anordnung zur Trennung der Kristallschieht durchgeführt wird, wie es nach dem Stand der Technik der Fall ist.Like in Pig. 6 shows a separation of the film 47 carried out with the adhering crystal layer 45, by directing laser radiation 55 through an optical system 53 into the focal area 51, in which a local Melting of the metal of the metal layer occurs due to absorption of the laser radiation. When the melting temperature is reached, the film with the crystal adhering to it is progressively separated from the substrate 43. It Conventional means can be used to peel the film off to achieve this separation. Around the entire slide to separate with the attached crystal, the laser radiation is guided over the entire length of the crystal, by moving the substrate in the direction of arrow 57 at a corresponding speed. There is only one very If a small amount of heat is required to carry out the separation, there is no solution of metal atoms The foil in the crystal shows its properties would worsen. This is in contrast to the effect that occurs when the entire assembly is heated up Separation of the crystal layers is carried out as is the case in the prior art.

Das verflüssigte Material neigt dazu, mit Kristallstruktur zu erstarren, der eine Fortsetzung der Kristallstruktur des darunter liegenden ungeschmolzenen Kristalls entspricht. Falls keine zufriedenstellende Rekristallisierung auftritt, kann die geschmolzen gewesene Schicht entfernt werden oder so behandelt werden, daß eine zufriedenstellendere Kristallstruktur erzielt wird, wie oben beschrieben.The liquefied material tends to solidify with crystal structure, which is a continuation of the crystal structure of the the unmelted crystal underneath. If no satisfactory recrystallization occurs, the melted layer can be removed or treated so that a more satisfactory crystal structure is obtained as described above.

Die Erfindung ist unter Bezug auf einige spezielle Ausführungsformen beschrieben worden. Diese Ausführungsformen sind jedoch lediglich als Beispiel für die Anwendung des erfindungsgemäßenThe invention has been described with reference to a few specific embodiments. However, these embodiments are merely as an example of the application of the invention

130048/0559130048/0559

Prinzips gewählt worden. Das Grundkonzept der Erfindung besteht darin, eine Kristallschicht, die später das gewünschte Produkt ist, auf einem Material unterschiedlicher Zusammensetzung, dem sogenannten Substrat, zu zUchten, wobei die beiden Materialien unterschiedliche Absorptionscharakteristika für die Strahlung haben, die verwendet wird, um die Trennung zu bewirken. Die Richtung, aus der die Strahlung auftrifft, ebenso wie die Wahl, welches der beiden Materialien strahlenabsorbierend ist, ist nicht kritisch, solange die Strahlung durch eines der Materialien hindurchtritt und von dem andern an der Berührungsfläche absorbiert wird. Die erfindungegemäße Technik kann dabei verwendet werden sowohl für die Herstellung von Einkristallprodukten als auch polykristallinen Produkten.Principle has been chosen. The basic concept of the invention consists in placing a crystal layer, which is later the desired product, on a material of different types The so-called substrate, where the two materials have different absorption characteristics for the radiation that is used, to cause the separation. The direction from which the radiation hits, as well as the choice of which of the two Materials absorbing radiation is not critical as long as the radiation passes through one of the materials and is absorbed by the other at the contact surface will. The technology according to the invention can be used both for the production of single crystal products as well as polycrystalline products.

130048/0558130048/0558

-48--48-

LeerseiteBlank page

Claims (9)

AnsprücheExpectations Iy Verfahren zur Herstellung von dünnen, filmartigen Kristallen, dadurch gekennzeichnet,Iy process for the production of thin, film-like crystals, characterized in , daß auf einem Substrat eine Kristallschicht gezüchtet wird, wobei entweder das Substrat oder die Kristallschicht durchlässig sind für eine Strahlung mit wenigstens einer bestimmten Wellenlänge, die von dem Substrat oder der Kristallschicht im Bereich der Berührungsfläche zwischen Kristallschicht und Substrat absorbierbar ist, daß eine Strahlung mit wenigstens einer bestimmten Wellenlänge in wenigstens einem Teil des absorbierenden Materials im Bereich der Berührungsfläche gerichtet wird, so daß das absorbierende Material dort verflüssigt wird, und daß die Kristallschicht im Bereich des verflüssigten Materials vom Substrat getrennt wird.that a crystal layer is grown on a substrate, either the substrate or the crystal layer being permeable are for radiation with at least one specific wavelength emitted by the substrate or the crystal layer is absorbable in the area of the contact surface between the crystal layer and the substrate, that a radiation with at least a certain wavelength in at least a part of the absorbing material is directed in the area of the contact surface, so that the absorbent material is liquefied there, and that the crystal layer is separated from the substrate in the region of the liquefied material. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung durch das durchlässige Material hindurch in den Bereich der Berührungsfläche gerichtet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the radiation is directed through the permeable material into the area of the contact surface. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung fortlaufend Über die Berührungsfläche hinwegbewegt wird und die Kristallschicht im Bereich der Strahlungseinwirkung vom Substrat getrennt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the radiation is continuously moved over the contact surface and the crystal layer is separated from the substrate in the region of the radiation exposure. h. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlung Laserstrahlung verwendet wird. H. Method according to one of the preceding claims, characterized in that laser radiation is used as radiation. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallschicht als Einkristall gezüchtet ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the crystal layer is grown as a single crystal. 130048/0559130048/0559 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallschicht vor der Trennung vom Substrat mit einer Schicht aus einem anderen Material verbunden wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the crystal layer is connected to a layer of a different material prior to separation from the substrate. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Kristallschicht vom Substrat durch Zug an der Schicht aus einem anderen Material erfolgt.7. The method according to claim 6, characterized in that the separation of the crystal layer from the substrate is carried out by pulling the layer made of a different material. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus einem anderen Material eine Metallschicht ist.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the layer made of a different material is a metal layer. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat zunächst eine erste Kristallschicht gezüchtet wird, die die Strahlung absorbiert und dann eine zweite, für die Strahlung durchlässige Kristallschicht gezüchtet wird, und daß die Trennung dadurch vorgenommen wird, daß die erste Kristallschicht durch die Strahlung verflüssigt wird.9. The method according to claim 1, characterized in that a first crystal layer is grown on the substrate, which absorbs the radiation and then a second, transparent to the radiation crystal layer is grown, and that the separation is carried out in that the first crystal layer is liquefied by the radiation. 130048/0559130048/0559
DE19813100818 1980-01-17 1981-01-14 METHOD FOR PRODUCING THIN CRYSTAL PLATES Withdrawn DE3100818A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11293880A 1980-01-17 1980-01-17
US06/127,114 US4345967A (en) 1980-03-04 1980-03-04 Method of producing thin single-crystal sheets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3100818A1 true DE3100818A1 (en) 1981-11-26

Family

ID=26810533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813100818 Withdrawn DE3100818A1 (en) 1980-01-17 1981-01-14 METHOD FOR PRODUCING THIN CRYSTAL PLATES

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE3100818A1 (en)
FR (1) FR2474063A1 (en)
GB (1) GB2067431B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4396456A (en) * 1981-12-21 1983-08-02 Cook Melvin S Method of peeling epilayers

Also Published As

Publication number Publication date
GB2067431B (en) 1984-04-04
FR2474063A1 (en) 1981-07-24
GB2067431A (en) 1981-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69325764T2 (en) Process for the production of an improved solar cell from columnar, granular, polycrystalline silicon
DE102019114131B4 (en) FIELD-EFFECT TRANSISTOR USING TRANSITION METAL DICHALCOGENIDE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
EP1604390B9 (en) Method for the production of stress-relaxed layer structure on a non-lattice adapted substrate and utilization of said layer system in electronic and/or optoelectronic components
DE2924920C2 (en)
DE102004024643B4 (en) Workpiece division method using a laser beam
DE10045419B4 (en) Method for producing a thermoelectric component, thermoelectric component and apparatus for carrying out the method
DE69825931T2 (en) Process for the preparation of SOI substrates with a very efficient elimination of damage caused by ion implantation
DE2850805C2 (en) Process for the production of disk-shaped or ribbon-shaped silicon crystals with a columnar structure for solar cells
DE202014011497U1 (en) Laser processing device
DE102010030358A1 (en) Method for separating a substrate wafer
DE3122111A1 (en) METHOD FOR PRODUCING THIN SINGLE CRYSTAL SEMICONDUCTOR FILMS
DE1084381B (en) Alloying process for the production of pn junctions on the surface of a semiconductor body
EP1097262B1 (en) Monocrystalline powder and monograin membrane production
DE2654945A1 (en) A PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ESSENTIALLY SINGLE CRYSTALLINE STRIPS FOR USE IN THE PRODUCTION OF ELECTRONIC SOLID STATE ARRANGEMENTS, IN PARTICULAR IN THE PRODUCTION OF SOLAR CELLS
DE3780327T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR CRYSTAL LAYER.
DE3019653A1 (en) IMPROVEMENT OF A METHOD FOR PRODUCING PANEL, RIBBON OR FILM-SHAPED SILICON CRYSTAL BODIES FOR SOLAR CELLS
DE2626761A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING SINGLE CRYSTAL LAYERS
DE3100818A1 (en) METHOD FOR PRODUCING THIN CRYSTAL PLATES
DE102008032171B4 (en) Method for producing a monocrystalline layer
DE2730358C3 (en) Process for the successive deposition of monocrystalline layers on a substrate according to liquid phase shift epitaxy
DE112018003841T5 (en) LAYER ELEMENT PRODUCTION METHOD
DE3779547T2 (en) SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH AN EPITACTIC LAYER ON A SINGLE CRYSTAL SUBSTRATE WITH UNMATCHED GRID.
DE3685732T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A MONOCRISTALLINE THIN LAYER.
DE3322789C2 (en) Method for producing single crystal Hg 1 - x Cd x Te
DE102005043303A1 (en) Process for the recrystallization of layer structures by means of zone melting, device used therefor and its use

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee