光電轉換元件的制作方法
【專利摘要】本公開內容提供了一種光電轉換元件，包括層疊了第一金屬層、第一半導體層、第二半導體層和第二金屬層的光電轉換層。第一金屬層或第二金屬層包含多孔金屬薄膜，多孔金屬薄膜具有穿過膜的多個開口。每一個開口都具有平均大于等于80nm2且小于等于0.8μm2的面積，多孔金屬薄膜具有大于等于2nm且小于等于200nm的厚度。第二半導體層的帶隙比第一半導體層的帶隙小，具有與所述第一半導體層相反的極性，且位于距所述多孔金屬薄膜5nm以內處。
【專利說明】光電轉換元件
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請基于并要求于2013年9月20日提交的在先日本專利申請No. 2013-196105 的優(yōu)先權權益，其全部內容通過引用的方式并入本文中。
【技術領域】
[0003] 本公開內容的實施例涉及光電轉換元件。
【背景技術】
[0004] 使用半導體的普通光電轉換元件具有取決于半導體的帶隙的吸收波長帶，因此不 能充分吸收太陽光譜的能量。例如，由于僅吸收在300到llOOnm范圍中的光，單晶Si太陽 能電池僅具有略大于20%的發(fā)電效率。因此，為了改進普通光電轉換元件的發(fā)電效率，必須 在光電轉換層中形成區(qū)域，W便在轉換層自身不能吸收能量的較長波長范圍中吸收光。
[0005] 同時，作為用于改進光電轉換元件的效率的手段，提出了一種方法，其中，通過使 用金屬納米結構產生增強電場，并從而傳播載流子激勵來引起等離子體共振。
[0006] 在迄今所采用的處理中，半導體襯底的背面受到慘雜處理W在半導體的帶隙中形 成長波長吸收區(qū)，隨后在其上提供金屬網，W便收集由長波長范圍中的吸收產生的光電電 流，從而改進太陽能電池的光電轉換效率。
[0007] 但由于通過慘雜形成長波長吸收層，存在的問題是慘雜濃度不足，因此即使吸收 由直接躍遷產生，吸收率也無法令人滿意。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 圖1是由傳統(tǒng)光電轉換元件吸收的太陽光的光譜（AM1. 5)。
[0009] 圖2是顯示充當單晶Si太陽能電池的傳統(tǒng)光電轉換元件的光譜靈敏度特性的曲 線圖。
[0010] 圖3是由實施例的光電轉換元件吸收的太陽光的光譜。
[0011] 圖4示意性地示出了傳統(tǒng)光電轉換元件的結構。
[0012] 圖5示意性地示出了根據實施例的包括長波長吸收層和納米網狀電極的光電轉 換元件的結構。
[0013] 圖6示意性地示出了當金屬納米結構暴露于光時的自由電子的行為。
[0014] 圖7顯示了納米網狀電極和金屬點的概念略圖。
[0015] 圖8示意性的示出了金屬納米結構。
[0016] 圖9是顯示在納米網狀電極的網孔間隔與電場增強之間的相關性的曲線圖。
[0017] 圖10是顯示在金屬點的半徑與局部電場的擴展之間的相關性的曲線圖。
[0018] 圖11顯示了示出制備根據實施例的光電轉換元件的方法的示意性截面圖。
[0019] 圖12顯示了示出制備根據實施例的光電轉換元件的方法的示意性截面圖。
[0020] 圖13顯示了示出制備根據實施例的光電轉換元件的方法的示意性截面圖。
【具體實施方式】
[0021] 現在將參考附圖來解釋實施例。
[0022] 根據實施例的光電轉換元件包括層疊了第一金屬層、第一半導體層、第二半導體 層和第二金屬層光電轉換層；其中，
[0023] 所述第一金屬層或第二金屬層包含多孔金屬薄膜，
[0024] 所述多孔金屬薄膜具有穿過所述多孔金屬薄膜的多個開口，
[0025] 每一個所述開口都具有平均80nm2到0. 8 y m2的面積，其中包含80nm2和0. 8 y m2，
[0026] 所述多孔金屬薄膜具有2nm到200nm的厚度，其中，包含2nm和200nm,
[0027] 所述第二半導體層的帶隙比所述第一半導體層的帶隙小，
[0028] 所述第二半導體層的極性與所述第一半導體層的極性相反，并且
[0029] 所述第二半導體層位于距所述多孔金屬薄膜5nm W內處。
[0030] 根據實施例的另一個光電轉換元件包括層疊了第一金屬層、第一半導體層、第二 半導體層和第二金屬層的光電轉換層；其中，
[0031] 在所述半導體層上提供有包含多個微小金屬顆粒的層，
[0032] 每一個所述微小顆粒都具有平均4nm3到0. 52 y m3的體積，其中，含有4nm3和 0. 52 y m3，
[003引如果顆粒體積小于4xl(T3ym3,則在相鄰兩個所述微小顆粒之間的間隔大于等于 1皿，但如果顆粒體積大于等于4xl(T3 y m3,則間隔為100皿到1 y m(含），其中，包含100皿 和 1 y m，
[0034] 所述第二半導體層的帶隙比所述第一半導體層的帶隙小，
[0035] 所述第二半導體層的極性與所述第一半導體層的極性相反，并且
[0036] 所述第二半導體層位于距所述微小顆粒5nm W內處。
[0037] W下將參考附圖來說明實施例。
[0038] W下參考附圖解釋根據實施例的光電轉換元件，在附圖中，相同或相似的部分分 另化相同或相似的標號來標識。
[0039] 首先，通過參考圖1和2在原理上解釋如何由根據實施例的半導體層吸收長波長 的光，所述半導體層具有比元件的光電轉換層小的帶隙。圖1是由傳統(tǒng)光電轉換元件吸收 的太陽光的光譜（AM1. 5)，圖2是顯示充當單晶Si太陽能電池的傳統(tǒng)元件的光譜靈敏度特 性的曲線圖。在圖1中，分別在橫軸和縱軸上繪制了光的波長和光譜福射分布。另一方面， 在圖2中分別在橫軸和縱軸上獲知了光的波長和量子效率。
[0040] 如圖1所示的，由于太陽光的光譜基于太陽的黑體福射，福射光廣泛地在300皿到 2500nm的范圍內。
[0041] 但如圖2所示的，由于單晶Si的光吸收光譜取決于其帶隙1. 12eV，單晶Si僅可W 吸收在300到llOOnm范圍中的光。因此傳統(tǒng)光電轉換元件僅可W取得一部分太陽光能量， 相應地，具有最大約20%的發(fā)電效率。
[0042] 為了光電轉換元件吸收較長波長范圍中的光，通常認為采用具有小帶隙的半導體 是有效的，例如Ge。然而，如果帶隙較小，吸收光波長范圍較寬，但由于低帶隙而降低了開路 電壓。結果，發(fā)電效率自身沒有增大。相反，發(fā)電效率會由于低開路電壓而降低。
[0043] 因此，光電轉換元件需要吸收較長波長范圍中的光，同時保持適當的帶隙（1到 2eV)。
[0044] 鑒于此， 申請人:發(fā)現通過引入具有比光電轉換元件自身更小的帶隙的半導體層， 可W使得具有適當帶隙（1到2eV)的光電轉換元件吸收較長波長范圍中的光，如圖3所示 的。
[0045] 但如果在光電轉換層上提供具有小帶隙的半導體層，由于頻帶中斷，通常會導致 能量勢壘。因此，即使光在半導體層中產生載流子，也存在載流子不能注入到光電轉換層中 的問題。
[0046] 為了避免該問題，在轉換層與半導體層之間形成隧道結，充當長波長吸收層，W使 得載流子可W借助隧道效應流過勢壘進入轉換層中。
[0047] 此外，為了在半導體層中產生的載流子可W流入轉換層，光產生的載流子的分布 必須從半導體層側向轉換層側傾斜。但實際上，分布通常從轉換層側向半導體層側傾斜，因 此載流子不能流入轉換層中。
[0048] 因此，必須提供用于使得在半導體層中產生的載流子的分布從半導體表面?zhèn)认蜣D 換層側傾斜的手段。
[0049] 鑒于此， 申請人:發(fā)現了一種合成物，其中，通過使用金屬納米結構來產生等離子體 共振，從而增強電場并由此傳播載流子激勵，其正好在金屬納米結構下幾十納米深度內感 應了比普通的增強了幾倍到幾百倍的電場，W使得借助金屬納米結構的電場增強效應的作 用，載流子分布從半導體表面?zhèn)认蜣D換層側傾斜。在光電轉換元件中，該個構成使得可W將 在半導體層中吸收的光能量大量轉移到光電轉換層中。
[0050] 圖3是由實施例的光電轉換元件吸收的太陽光的光譜。
[0051] 如圖3所示的，如果采用Ge作為包含在使用Si (帶隙；Eg = 1. 12eV)的轉換元件 中的小帶隙半導體，就將光吸收范圍延長到leOOnm的波長。該是因為Ge具有0. 67eV的帶 隙Eg。
[0052] 在W下說明中，參考圖4和5解釋根據實施例的光電轉換元件的構成。圖4A示意 性地示出了傳統(tǒng)光電轉換元件的結構，圖4B是顯示傳統(tǒng)轉換元件中的在光波長與量子效 率之間的相關性的曲線圖。此外，圖5A示意性地示出了根據實施例的具有長波長吸收層的 光電轉換元件的結構，圖5B是顯示在包括光電轉換層、長波長吸收層與納米網狀電極的結 構中的隧道結和載流子分布的能帶圖，圖5C是顯示在根據實施例的具有長波長吸收層的 轉換元件中的在光波長與量子效率之間的相關性的曲線圖。
[005引如圖4A所示的，在傳統(tǒng)光電轉換元件中，n+層位于P-Si層上，在n+層上提供正 面電極41。此外，在P-Si層的背面上提供背面電極43。當入射光進入傳統(tǒng)轉換元件中的 P-Si層中時，根據帶隙能級，將電子和空穴分離到導帶和價帶中，隨后W光電電流的形式取 出到外部Voc。
[0054] 但如果入射光具有長波長，傳統(tǒng)轉換元件就顯示出如圖4B所示的量子效率。因 此，在暴露于長波長的光時，傳統(tǒng)元件由于低量子效率而不能提取出光電電流。
[00巧]如圖5A所示的，在根據實施例的包括長波長吸收層和納米網狀電極的光電轉換 元件中，n+層位于P-Si層上，在n+層上提供正面電極51。此外，在P-Si層的背面上提供 背面電極53。而且，在P-Si層的背面上但與背面電極不接觸地提供n-(ie層，n-(ie層具有 比光電轉換層小的帶隙。例如可W通過在P-Si層的背面上的CVD (化學氣相沉積）來形成 n-Ge層。另外，在背面電極中提供納米網狀電極52,并與n-Ge層接觸。納米網狀電極在 n-(ie層上提供微小金屬顆粒（物體）。
[0056] 如圖5B所示的，由于P-Si和n-(ie是具有不同帶隙的半導體，頻帶中斷導致在它 們之間的分界面的能量勢壘。為了消除能量勢壘，形成了隧道結。為了形成隧道結，必須在 分界面增大半導體層中的載流子濃度。因此，接近分界面的濃度大于等于1〇19皿氣但另一 方面，半導體層中的載流子濃度的上限約為l〇22cnT3。如果濃度大于它（即lxl〇22cnT3?）， 則其自身中的基質半導體在特性上（例如帶隙）會改變。該是不利的。
[0057] 在根據實施例的包括長波長吸收層和納米網狀電極的轉換元件中，n-Ge層與背面 電極不接觸，因此可W獲得根據帶隙的電壓，如圖5C所示的。另外，n-Ge層將吸收范圍擴 展到較長波長范圍（如由虛線所示的）。此外，由于納米網狀電極位于n-Ge層上，借助增強 電場的效應增大了光吸收量，因而改進了量子效率，如圖5C所示的（如由粗虛線所示的）。
[0058] 在W上，采用Ge作為小帶隙半導體。但例如也可W使用GeSn、GaAb、PbS、PbSe和 InSb。如果半導體的層具有約lOnm的厚度，它給與了可接受的效果。如果具有約lOOOnm 的厚度，層可W充分地吸收光。
[0059] n-Ge層必須位于納米網狀電極附近處。該是因為納米網狀電極正好在納米網狀電 極下幾十納米深度內的區(qū)域中產生增強電場，因此增強電場正好在納米網狀電極下具有峰 值強度。因此，為了得益于增強電場，優(yōu)選地將n-Ge層設置在距納米網狀電極5皿內。
[0060] 由于由納米網狀電極產生的增強電場正好在納米網狀電極下幾十納米深度內延 伸，還由于它們正好在納米網狀電極下具有峰值強度，n-Ge層必須具有至少lOnm的厚度， W便得益于增強電場。
[0061] 如上所述，由于包括n-(ie層5和納米網狀電極6,與傳統(tǒng)元件相比，根據實施例的 圖5A的光電轉換元件在發(fā)電效率中有所改進。
[0062] 接下來，通過參考圖6在原則上解釋金屬納米結構如何導致等離子體共振，W產 生增強電場。圖6A示意性地示出了當金屬納米結構暴露于光時的自由電子的行為，圖6B 也示意性地示出了當金屬納米結構暴露于光時的局部電場的產生。
[0063] 如圖6A所示的，已經知道，當金屬納米結構10暴露于光12時，假如納米結構10 具有等于或小于光12的波長的尺寸，就激發(fā)表面等離子體振子。當金屬納米結構10暴露 于光13時，誘使納米結構10中的自由電子11垂直于光傳播的方向振蕩。結果，在納米結 構10的邊緣的上側（光13照射的一側）上，自由電子11的振蕩導致自由電子11密集出 現的區(qū)域13和自由電子11稀疏出現的區(qū)域14。
[0064] 結果，如圖6B所示的，在納米結構10的邊緣附近產生平行于光傳播方向振蕩的局 部電場15。產生的局部電場15的強度是由光12產生的電場的幾百倍，因此促使了電子-空 穴對的產生。
[0065] W下參考圖7解釋充當金屬納米結構的納米網狀電極6 (多孔金屬薄膜）或者一 組金屬點7 (微小金屬顆粒）的結構。圖7A是納米網狀電極6的概念略圖，圖7B是金屬點 7的概念略圖。
[0066] 金屬納米結構例如可W是圖7A所示的納米網狀電極6。納米網狀電極6具有多孔 結構，是連續(xù)金屬薄膜，為其提供了具有幾乎對應于入射光的波長的尺寸的多個開口。
[0067] 或者，金屬納米結構例如可W是圖7B所示的一組金屬點7。在p-Si層1上則刖畐 1形成金屬點7,其每一個都具有幾乎對應于入射光的波長的直徑r。
[0068] 隨后W下通過參考圖8來解釋由金屬納米結構產生的強局部電場。
[0069] 圖8A示意性的示出了金屬納米結構，圖8B顯示了根據時域有限差分師TD)法應 用于金屬納米結構的仿真結果。
[0070] 受到仿真的結構包括Si 20/A1 21/空氣22,如圖8A所示的，A1 21層具有30皿 的厚度。A1 21層具有開口 23,每一個開口都具有100皿的直徑r，并W 200皿的間距1布 置。
[0071] 假定入射光24(入=1000皿，在光傳播方向上）應用于結構，根據時域有限差分 (FDTD)法仿真在圖8A的結構中的電場強度。圖8B中顯示了結果。仿真的結果指示在A1 21的邊緣附近增強了電場，W產生局部電場25。
[0072] W下通過參考圖9來解釋電場的增強如何與充當金屬納米結構的納米網狀電極6 的開口直徑相關。圖9是顯示在納米網狀電極的網孔間隔與電場的增強之間的相關性的曲 線圖。在圖9中，分別在縱軸和橫軸上繪制了電場強度和網孔間隔。
[0073] 如圖9所示的，為了在A1 21的邊緣增強電場，必須W lym或更小的間距布置開 口 23。該表示每一個開口 23都必須具有0.8 ym3或更小的面積。另一方面，考慮到處理精 度，開口間距約為幾十納米或更大。該表示每一個開口 23都具有大于等于80nm3的面積。
[0074] 依據W上仿真的結果，發(fā)現假如A1 21層具有大于等于2皿的厚度，就可W充分地 產生增強的電場。但如果A1 21層具有大于200nm的厚度，增強就飽和。
[00巧]相對于充當金屬納米結構的金屬點7, W與用于納米網狀電極6相同的方式實施 仿真。圖10是顯示在金屬點的半徑與局部電場的擴展之間的相關性的曲線圖。在圖10中， 分別在縱軸與橫軸上繪制了正好在金屬點下面的局部電場的擴展與金屬點的半徑。
[007引圖10中，金屬點7的半徑在Inm到lOOOnm的范圍中。假如金屬點7是球形，按照 點7的體積，該個范圍就對應于4nm3到0. 52 y m3。因此，發(fā)現如果金屬點具有平均大于等 于4nm3且小于等于0. 52 y m3的體積，就可W充分獲得電場增強效果。
[0077] 在半徑約為1000皿或更大的情況下，已經知道，如果點7中的間隔過窄，在金屬點 7中就出現能量轉移，減弱了電場增強效果。
[0078] 此外，如圖10所示的，如果金屬點7具有小尺寸，局部電場延伸約該尺寸的一半 寬。例如，如果金屬點7具有Inm的半徑（其對應于4皿3的體積），局部電場就延伸到Inm (其 對應于半徑）。但局部電場的延伸不一定按照點7的尺寸的增大而增大。如果尺寸大于特 定值，局部電場就僅在約lOOnm或更小的范圍值延伸。例如，如果金屬點7是具有l(wèi)OOnm或 更大的半徑的球形（其對應于4xl(T 3 y m3或更大的體積），局部電場就延伸到約lOOnm或更 小。
[0079] 如上所述，在金屬點7具有小于4xl(T3ym3的體積的情況下，如果在相鄰兩個點7 之間的間隔的平均大于等于1皿，則在金屬點7中不出現能量轉移。
[0080] 在每一個金屬點7具有大于等于4xl(T3 y m3的體積的情況下，如果在相鄰兩個點7 之間的間隔的平均大于等于100皿，則在金屬點7中不出現能量轉移。
[008。 然而，已經知道，如果W過大的間隔布置金屬點7,點7占用如此小的面積，W使得 電場增強被減弱。在相鄰兩個點7之間的間隔的平均因此小于等于1 y m。
[0082] 通過參考圖11至13, W下說明根據實施例的產生光電轉換元件的方法。圖11至 13顯示了示出根據實施例的產生光電轉換元件的方法的示意性截面圖。
[0083] 為了形成具有200到300nm或更小的開口的金屬電極圖案，必須使用現有技術的 曝光裝置或電子束光刻系統(tǒng)，將它們用于產生半導體集成電路。但如果采用該些裝置或系 統(tǒng)，就不可能W低成本產生大的圖案。相反，納米壓印被認為是能夠W低成本形成大圖案的 方法。因此在W下解釋的過程中，采用納米壓印來形成金屬納米網。
[0084] 首先，如圖11A所示的，制備具有l(wèi)xl〇i6cnT3的慘雜濃度的P型單晶Si襯底。襯底 的正面與背面隨后分別受到使用P和B離子的離子注入。在離子注入后，執(zhí)行激活退火，W 形成在距Si正面200nm內的lxl0 2°cnT3濃度的n+層和距Si背面200nm內的lxl02°cnT3濃 度的P+層。
[0085] 接下來，如圖11B所示的，按照CVD方法形成lym厚度的n-Ge層。在層的形成過 程中，控制慘雜濃度W使得濃度在距與Si表面的分界面lOOnm內處可W為l〇i 9cnT3,而在更 遠范圍中可W為l〇"cnT3。
[0086] 隨后，如圖lie所示的，在n-Ge表面上氣相沉積Ag，W形成30皿厚度的Ag層。
[0087] 隨后，如圖12A所示的，將抗蝕劑涂敷在形成于n-Ge表面上的Ag層上。
[008引此后，如圖12B所示的，制備提供了 200皿大小的凹凸圖案（圖案形成于9cm2的 面積中）的石英壓模，并用于進行壓印過程，其中，在加熱P型單晶Si襯底的同時，將壓模 的凹凸表面壓印到抗蝕劑上。
[0089] 在壓印過程后，冷卻襯底，并隨后釋放壓模7, W在抗蝕劑層上形成200nm大小的 凹版圖案，如圖12C所示的。
[0090] 隨后，抗蝕劑的凹版圖案受到借助CF4的反應離子蝕刻巧IE)，W去除抗蝕劑的底 部，如圖12D所示的。
[0091] 在去除了底部后，借助離子研磨蝕刻Ag層，如圖12E所示的。隨后去除留在蝕刻 的Ag層上的抗蝕劑，W在Ag層中形成開口。因而，形成金屬納米網。
[009引此后，如圖13A所示的，將抗蝕劑涂敷在金屬納米網上，通過100 ym寬度和1mm間 隔的網格圖案掩模受到光刻曝光，隨后顯影W形成抗蝕劑圖案。
[0093] 形成的抗蝕劑圖案用作掩模，W借助離子研磨蝕刻金屬納米網8,此后Ge層受到 借助CF4的RIE，W部分露出P+Si層，如圖13B所示的。隨后去除殘留的抗蝕劑。
[0094] 在P+Si層的露出部分上，借助剝離法（lift-off method)形成背面電極，如圖13C 所示的。
[009引最后，如圖13D所示的，在n+層上形成叉指狀電極，W獲得光電轉換元件。
[0096] 盡管針對單晶Si光電轉換元件給出了 W上解釋，但W類似于W上的方式，在諸如 多晶Si、非晶Si和化合物半導體元件的其他類型的轉換元件中也可W形成小帶隙半導體 層和在其上提供的金屬納米網?；衔锇雽w的示例包括GaAs、CdTe和CIS。
[0097] 示例
[0098] W下的示例將進一步詳細解釋根據實施例的光電轉換元件。在9cm2的尺寸中產 生轉換元件，并評估其特性。在示例中，借助納米壓印形成金屬納米網和金屬點。但也可W 借助其他方法（例如利用自組裝的方法）形成它們。
[009引在此，在表中總結了示例1到12。
[0100] 表 1
[0101]
【權利要求】
1. 一種光電轉換元件，包括層疊了第一金屬層、第一半導體層、第二半導體層和第二金 屬層的光電轉換層；其中， 所述第一金屬層或所述第二金屬層包含多孔金屬薄膜， 所述多孔金屬薄膜具有穿過所述多孔金屬薄膜的多個開口， 每一個所述開口都具有平均80nm2到0. 8 y m2的面積，其中，包含80nm2和0. 8 y m2的面 積， 所述多孔金屬薄膜具有2nm到200nm的厚度，其中，包含2nm和200nm的厚度， 所述第二半導體層的帶隙比所述第一半導體層的帶隙小， 所述第二半導體層的極性與所述第一半導體層的極性相反，并且 所述第二半導體層位于距所述多孔金屬薄膜5nm W內處。
2. 根據權利要求1所述的元件，其中，所述第一金屬層或所述第二金屬層由選自包含 A1、Ag、Au、Cu、Pt、Ni、Co、Cr 和 Ti 的組的材料構成。
3. 根據權利要求1所述的元件，其中，至少一個半導體層在所述第一半導體層與所 述第二半導體層之間的分界面附近處具有1〇19皿-3至1〇22皿-3的載流子濃度，其中，包含 l〇i 9cnT3和1022cnT3的載流子濃度。
4. 根據權利要求1所述的元件，其中，所述第二半導體層由選自包含Ge、GeSn、GaSb、 PbS、PbSe和In訊的組的材料構成。
5. 根據權利要求1所述的元件，其中，所述第二半導體層具有l(wèi)Onm至lOOOnm的厚度， 其中，包含lOnm和lOOOnm的厚度。
6.根據權利要求1所述的元件，其中，所述第一半導體層包含P-型層或n-型層，且所 述半導體層由單晶娃、多晶娃或非晶娃構成。
7. 根據權利要求1所述的元件，其中，所述半導體層包含P-型層或n-型層，且所述第 一半導體層由化合物半導體構成。
8. -種光電轉換元件，包括層疊了第一金屬層、第一半導體層、第二半導體層和第二金 屬層的光電轉換層；其中， 在所述半導體層上提供有包含多個微小金屬顆粒的層， 每一個所述微小顆粒都具有平均4皿3至0. 52 y m3的體積，其中，包含4nm3和0. 52 y m3 的體積， 如果所述顆粒體積小于4xl(T3y m3,則在相鄰兩個所述微小顆粒之間的間隔大于等 于1皿，但如果所述顆粒體積大于等于4xl(T3ym3,則所述間隔為lOOnm至liim，其中包含 lOOnm 和 1 y m， 所述第二半導體層的帶隙比所述第一半導體層的帶隙小， 所述第二半導體層的極性與所述第一半導體層的極性相反，并且 所述第二半導體層位于距所述微小顆粒5nm W內處。
9. 根據權利要求8所述的元件，其中，所述第一金屬層或所述第二金屬層由選自包含 A1、Ag、Au、Cu、Pt、Ni、Co、Cr 和 Ti 的組的材料構成。
10. 根據權利要求8所述的元件，其中，至少一個半導體層在所述第一半導體層與所述 第二半導體層之間的分界面附近處具有l(wèi)〇i9cnT3至的濃度，其中，包含與 10 22cm-3的濃度。
11. 根據權利要求8所述的元件，其中，所述第二半導體層由選自包含Ge、GeSn、Ga訊、 PbS、PbSe和In訊的組的材料構成。
12. 根據權利要求8所述的元件，其中，所述第二半導體層具有l(wèi)Onm至lOOOnm的厚度， 其中，包含lOnm和lOOOnm的厚度。
13. 根據權利要求8所述的元件，其中，所述第一半導體層包含P-型層或n-型層，且所 述半導體層由單晶娃、多晶娃或非晶娃構成。
14. 根據權利要求8所述的元件，其中，所述半導體層包含P-型層或n-型層，且所述第 一半導體層由化合物半導體構成。
【文檔編號】H01L31/04GK104465818SQ201410478643
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權日:2013年9月20日
【發(fā)明者】藤本明, 中西務, 中村健二 申請人:株式會社東芝