(57)【要約】【課題】本発明はソーラセル（１０）の製造法及びソーラセル自体に関する。【解決手段】高い効率を達成するために、ソーラセルの裏側の突出部（１８）の、その側面（２０，２２）に、少数電荷キヤリア及び多数電荷キヤリアを集める第１及び第２のコンタクト（２６，２８）が設けられていることが提案される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する放射エネルギによって半導体基板に発生される少数電荷キヤリア及び多数電化キヤリアを集めて放出するための第１及び第２のコンタクト（２６，２８；５８，６０；８０，８２；１０６，１０８；１３２）を有する半導体基板（１６）を具備するソーラセル（１０）であって、前記半導体基板の、少なくとも部分的に裏面は、互いに平行に延びており、複数のトレンチを区画しかつ夫々第１及び第２の縦方向側面（２０，２２，６２，６４，７４，７６，１１０，１１２）を有する線状又は突条状の突出部（１８，５０，５２，５４，５６，７８，１０４，１３０，１４０）を有し、前記第１及び第２のコンタクトは、互いに間隔をあけて、前記半導体基板の前記裏面に設けられているソーラセルにおいて、
前記突出部（１８，５０，５２，５４，５６，７８，１０４，１３０，１４０）の前記第１及び第２の縦方向側面（２０，２２，６２，６４，７４，７６，１１０，１１２）は、前記半導体基板（１６）によって規定された面に平行に又はほぼ平行に延びている外側部分（２４，７２，８６，１１４）を介して、連なっていること、複数の連続している突出部はトレンチ底部を有するトレンチを区画すること、前記突出部のうちの少なくとも幾つかの突出部では、前記第１のコンタクト（２６，５８，８０，１０６）は、前記突出部の前記第１の縦方向側面（２２，６２，７４，１１０）に延びており、前記第２のコンタクト（２８，６０，８２，１０８）は、前記突出部の前記第２の縦方向側面（２０，６４，７６，１１２）に延びていること、及び前記第１及び第２のコンタクトは、トレンチ側及び外側部分側で、互いに間隔をあけていることを特徴とするソーラセル。
【請求項２】
前記突出部（１８，５０，５２，５４，５６，７８，１０４，１３０，１４０）の断面は、Ｕ字形、Ｖ字形又は鋸歯状の形状を有すること、前記トレンチ底部は、少なくとも部分的に、前記半導体基板（１６）によって規定された面に平行に又はほぼ平行に延びていること、及び前記第１又は第２のコンタクト（２６，５８，８０，１０６；２８，６０，８２，１０８）は、好ましくは、前記突出部の前記第１又は第２の縦方向側面（２０，２２，６２，６４，７４，７６，１１０，１１２）の前記外側の縦方向縁部（１０２，１０４）まで並びに前記トレンチ底部まで又はこのトレンチ底部から間隔をあけて延びていることを特徴とする請求項１に記載のソーラセル。
【請求項３】
前記半導体基板（１６）は、少なくとも、前記第１及び／又は第２のコンタクト（２６，２８；５８，６０；８０，８２；１０６，１０８；１３２）の下方で延びている表面で、例えば拡散、イオン注入又は合金化によって高濃度にドープされ及び／又は反転されており及び／又はヘテロ接合を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のソーラセル。
【請求項４】
少数電荷キヤリアを集める前記第１のコンタクト（５８，８０，１０６）は、金属コンタクト／半導体コンタクト及び／又はＭＩＳ（金属-絶縁膜-半導体）コンタクトであることを特徴とする請求項１に記載のソーラセル。
【請求項５】
多数電荷キヤリアを集める前記第２のコンタクトは、前記半導体基板（１６）に直接蒸着された金属コンタクト（２８）であり及び／又は前記高濃度にドープされた半導体基板に蒸着された金属コンタクト（６０，８２，１０８）であることを特徴とする請求項１に記載のソーラセル。
【請求項６】
前記半導体基板（１６）の裏面に沿って、少なくとも１つの第１のパシベーション層（６６，９６，１１４）が延びていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項７】
前記半導体基板（１６）の前記裏面は、少数電荷キヤリアを集める前記第１のコンタクト（５８，８０，１０６）に少数電荷キヤリアを導く少数電荷キヤリア放出層（エミッタ層）（９４，１２２）を有し、この層は、電位に関して、多数電荷キヤリアを集める前記第２のコンタクト（６０，８２，１０８）から分離されていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項８】
前記エミッタ層（９４，１２２）は、前記半導体基板の表面領域に形成され及び／又は表面にあって前記半導体基板に直接蒸着された前記第１のパシベーション層（９６，１１４）における電荷によって影響を受けていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項９】
前記半導体基板（１６）はｐ型ドープト半導体であり、前記エミッタ層（９４，１２２）は高濃度にドープされたｎ層（ｎ＋）であり及び／又は前記第１のパシベーション層（９６，１１４）におけるプラスの電荷によって形成されたｎ導電型の反転層又はヘテロ接合であることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１０】
前記第１及び／又は第２のコンタクト（８０，８２）は、部分的に、前記第１又は第２の縦方向側面（７４，７６）の、まずパシベーション材料で被覆され、次にこのパシベーション材料が取り除かれた部分に、直接この縦方向側面に又は絶縁膜層（８８）に設けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１１】
前記第１及び／又は第２のコンタクト（２６，２８；５８，６０；８０，８２；１０６，１０８；１３２）は、前記第１及び／又は第２の縦方向側面（２０，２２，６２，６４，７４，７６，１１０，１１２）の縦方向に及び該縦方向側面に線状に延びていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１２】
前記第１及び／又は第２のコンタクト（２６，２８；５８，６０；８０，８２；１０６，１０８；１３２）は、好ましくは、前記第１又は第２の縦方向側面（２０，２２，６２，６４，７４，７６，１１０，１１２）の、縦方向縁部側の上半体で延びていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１３】
少なくとも、前記第１及び／又は第２のコンタクトを有する第１又は第２の縦方向側面（１３８）は、テクスチャ（１４４）を有することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１４】
前記テクスチャは、ピラミッド状の突起（１４４）によって形成されていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１５】
前記第１及び第２の縦方向側面（７４，７６，１１０，１１２）を有する前記線状又は、ストリップ状の突出部（７８，１０４，１３０，１４０）は、半導体基板側の自らのベース（５５）において、前記半導体基板（１６）における少数電荷キヤリアの倍の拡散距離よりも狭いか又は拡散距離と同じである幅Ｂを有することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１６】
突出部（７８，１０４，１３０，１４０）から出ている前記第１及び第２のコンタクト（８０，８２；１０６，１０８；１３２）のうちの、突出部のベース側の各々の縦方向縁部は、第１の面を規定すること、及びこの第１の面と、前記突出部の、半導体層側のベース（５５）との間では、前記半導体基板によって規定された面に平行に延びておりかつ前記縦方向側面（６２，６４）と交差する切断面（５７）は、前記半導体基板における少数電荷キヤリアの倍の拡散距離よりも狭いか拡散距離と同じである幅Ｂを有することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１７】
前記突出部（７８，１０４，１３０，１４０）のベースの中央と、前記第２のコンタクト（８２，１０８）の、ベース側で延びている縁部との間の間隔は、前記ベース（５５）の半分の幅よりも大きいことを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項１８】
前記突出部（５６）の前記ベース（５５）の幅Ｂ又は前記切断面（５７）の幅は、５μｍ≦Ｂ≦２ｍｍであることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のソーラセル。
【請求項１９】
前記半導体基板（１６）は、前記突出部の外側では、厚さＤ（２０μｍ≦Ｄ≦３００μｍ）を有することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２０】
前記ソーラセル（１０）は、前側で、複数の平行に延びているトレンチによって構造化されており、これらのトレンチ自体は、前記突出部（１８，５０，５２，５４，５６，７８，１０４，１３０，１４０）に垂直に、前記ソーラセルの裏側（１４）に延びていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２１】
前記ソーラセル（１０）の前面は、パシベーション層及び／又は反射防止層を有することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２２】
前記パシベーション層は、反射防止層であることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２３】
パシベーション層（１７２）又は反射防止層は、プラズマ-窒化シリコンからなることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２４】
前記第１及び／又は第２の互いに平行に延びるコンタクト（２６，２８，５８，６０，８０，８２，１０６，１０８，１３２）は、該コンタクトに垂直に又は実質的に垂直に延びている、金属帯のような各々のコレクションコンタクトによって、接続されていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２５】
前記コレクションコンタクトは、特に、導電性の接着剤によって、前記夫々第１又は第２のコンタクトに接続されていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２６】
前記半導体材料は、単結晶、多結晶又は非晶質であり、あるいは単体半導体又は化合物半導体であることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２７】
前記パシベーション層はＳｉＯ２，ＳｉＮ，Ａｌ２Ｏ３，ａ-Ｓｉ：Ｈからなるか、こうした物質を含むことを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２８】
前記パシベーション層は、基板側で延びているａ-Ｓｉ層例えばａ-Ｓｉ：Ｈ層を有する二重層又は三重層からなり、前者の層の上に、好ましくはＳｉＮ，ＳｉＯ２からなる少なくとも１つの層が設けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項２９】
前記エミッタ層（９４，１２２）は、前記第２のコンタクト（８２，１０８）から間隔をあけて延びていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項３０】
前記パシベーション層は、直接又は間接に、前記第１のコンタクトと前記第２のコンタクトとの間の電荷キヤリアの輸送を防止し又は実質的に防止することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセル。
【請求項３１】
少数電荷キヤリア又は多数電化キヤリアを集める、前記すべての請求項のいずれか１に記載の前記第１及び第２のコンタクトは、前記半導体基板の前面に、形成され及び／又は設けられてなる、薄層ソーラセルの形のソーラセル。
【請求項３２】
前側及び後側を有する半導体基板を具備し、この半導体基板において、入射する放射エネルギによって、少数電荷キヤリア及び多数電荷キヤリアが発生され、これらの電荷キヤリアは第１及び第２のコンタクトによって集められかつ放出され、これらのコンタクトは、第１及び第２の縦方向側面を有しかつ複数の第１のトレンチを区画するストリップ状又は突条状の突出部を有する、前記半導体基板の裏面に延びており、前記第１及び／又は第２の電気コンタクトは、直接に、前記裏面に蒸着され、あるいは前記パシベーション層による前記裏面の全面的又は相当に全面的な被覆と、場合によっては、前記パシベーション層の領域の除去との後に、前記第１及び第２の電気コンタクトは、前記半導体基板の、かくて取り除かれた領域に蒸着される、前記すべての請求項のいずれか１に記載のソーラセルを、製造する方法において、
前記裏側の前記第１のトレンチにトレンチ底部を設け、前記裏側の前記突出部に、前記半導体基板によって規定された面に平行に延びている外側部分を設けること、及び、前記突出部のうちの少なくとも幾つかの突出部では、前記第１及び第２の電気コンタクトは、トレンチ側及び外側部分側で、互いに間隔をあけているようにして、前記第１の電気コンタクトを前記突出部の前記第１の縦方向側面に蒸着し、前記第２の電気コンタクトを前記突出部の前記第２の縦方向側面に蒸着することを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記第１及び／又は第２のコンタクトを、前記半導体基板によって規定された面から出る法線に対し角度αでの材料の蒸着によって付着し、但し、蒸着角度αはα≠０°及びα≠９０°であることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１及び／又は第２の縦方向側面に不純物をドープするために、この縦方向側面に形成される第１及び／又は第２のコンタクトの下方に、マスキングなしにイオンを注入して、イオンが法線に対し入射角βで当たり、但し、入射角βはβ≠０°及びβ≠９０°であることを特徴とする請求項３２又は３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１及び／又は第２の縦方向側面の、例えばレーザビーム及び／又は光放射による特に局部的な加熱によって、不純物が高濃度にドープされた層を、前記半導体基板に形成し、前記不純物が高濃度にドープされた層の、特に平坦な延在は、前記半導体基板上の前記第１及び／又は第１のコンタクトの平坦な延在と同じかそれよりも大きく、特に、前記突出部によって引き起こされる遮光を用いつつ、前記第１及び／又は第２の側面を照射することを特徴とする請求項３２乃至３４のいずれか１に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１のコンタクトを第１の斜め蒸着工程で、次に、前記第２のコンタクトを第２の蒸着工程で形成し、あるいは逆にすることを特徴とする請求項３２乃至３５のいずれか１に記載の方法。
【請求項３７】
前記半導体基板の裏面を、全面的に又は実質的に全面的に、パシベーション層で被覆し、次に、好ましくは、化学機械研磨によって、前記突出部の、縦方向縁部の自由領域における、少なくとも前記パシベーション層及び場合によっては半導体材料を除去し、前記縦方向領域の間に延びている特にプラトー状の領域を除去して、外側部分を形成することを特徴とする請求項３２乃至３６のいずれか１に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１及び／又は第２のコンタクトを、突出部のベースの側で、場合によっては部分的に前記パシベーション層に延びていることを特徴とする請求項３２乃至３７のいずれか１に記載の方法。
【請求項３９】
共通の突出部から出ている第１及び第２のコンタクトの、場合によっては必要な電気的分離後に、前記半導体基板の裏面を、短絡を防止する他のパシベーション層又はパシベーション層システムで被覆することを特徴とする請求項３２乃至３８のいずれか１に記載の方法。
【請求項４０】
前記突出部の前記第１の縦方向側面の領域での酸素の投入による焼戻し中に、ＭＩＳコンタクトとして形成される前記第１のコンタクトのためのトンネル酸化膜層を形成することを特徴とする請求項３２乃至３９のいずれか１に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１のパシベーション層、あるいは、前記突出部の、前記第１及び第２の縦方向側面に沿って延びる部分にある金属を、特に化学機械研磨により部分的に除去し、前記突出部が互いに平行に又は角度β（１℃≦β≦３０℃）で延びているように、前記突出部を、並進式に又は回転式に動かされる研磨要素の運動方向に整列することを特徴とする請求項３２乃至４０のいずれか１に記載の方法。
【請求項４２】
好ましくは、前記第２のコンタクトを形成するための金属の蒸着前に、局部的な裏面電界を、前記コンタクトの領域に、例えば、ホウ素注入、ホウ素拡散又は例えばアルミニウムの合金化によって形成することを特徴とする請求項３２乃至４１のいずれか１に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１のパシベーション層の中に又はその下に、少数電荷キヤリアを放出する層（エミッタ層）を、好ましくは、リンのようなドーピング原子による拡散によって形成することを特徴とする請求項３２乃至４２のいずれか１に記載の方法。
【請求項４４】
前記エミッタ層を、プラスの電荷密度の増大によって、特に、窒化シリコン層のような前記第１のパシベーション層にアルカリ金属含有の物資を埋め込むことによって形成し、電荷密度の増大は、好ましくは、前記半導体表面から間隔ｄ（１ｎｍ≦ｄ≦１０ｎｍ）をあけて存在することを特徴とする請求項３２乃至４３いずれか１に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１及び／又は第２のコンタクトの形成前に、前記縦方向側面の領域を、該領域の縦方向延在に対し垂直に又はほぼ垂直に遮光し、かくて遮光された領域に、前記第１又は第２のコンタクトを電気伝導式に接続する他のコンタクトを蒸着することを特徴とする請求項３２乃至４４いずれか１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射する放射エネルギによって半導体基板に発生される少数電荷キヤリア及び多数電化キヤリアを集めて放出するための第１及び第２のコンタクトを有する半導体基板を具備するソーラセルであって、半導体基板の、少なくとも部分的に裏面は、互いに平行に延びており、複数のトレンチを区画しかつ夫々第１及び第２の縦方向側面を有する線状又は突条状の突出部を具備し、第１及び第２のコンタクトは、互いに間隔をあけて、半導体基板の裏面に設けられているソーラセルに関する。更に、発明は、前側及び後側を有する半導体基板を具備し、この半導体基板において、入射する放射エネルギによって、少数電荷キヤリア及び多数電荷キヤリアが発生され、これらの電荷キヤリアは第１及び第２のコンタクトによって集められかつ放出され、これらのコンタクトは、第１及び第２の縦方向側面を有しかつ複数の第１のトレンチを区画するストリップ状又は突条状の突出部を有する、半導体基板の、裏面に延びており、第１及び／又は第２の電気コンタクトは、直接に、裏面に蒸着され、あるいはパシベーション層による裏面の全面的又は相当に全面的な被覆と、場合によっては、パシベーション層の領域の除去との後に、第１及び第２の電気コンタクトは、半導体基板の、かくて取り除かれた領域に蒸着される、ソーラセルを、製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在使用されるソーラセルの大部分は、通常、伝導型（例えばｐ導電型）の半導体本体からなる。半導体本体では、表面に、反対の伝導型（例えばｎ導電型）の領域が発生され、半導体本体の両面には電気コンタクトが蒸着されている。入射光によって発生される電子・正孔対（少数・多数電荷キヤリア）は、ｐｎ接合の電界で分離され、電子はｎ領域へ、正孔はｐ領域へ移動する。そこでは、両者は夫々金属コンタクトを通って流出する。前側では、金属コンタクトは、光の入射を可能にするために、格子の形に構成されている。
【０００３】
遮光をストリップの形に構成されたメタルフィンガによって大幅に排除し、ソーラセルの接続をより経済的に構成するために、前側コンタクトも裏面に蒸着し、かくて、２つの電荷キヤリアを光から離隔した側で集めることは公知である（US 4,315,097）。極めて複雑な技術の故に、このようないわばＩＢＣ（Interdigitated Back Contact）ソーラセルを、主に、高強度光のために、すなわち、非常に高い電流密度のために用いることができる（Ｍ・Ｄ・ラマート、Ｒ・Ｊ・シュワルツ『The Interdigitated Back Contact Solar Cell.A Silicon Solar Cell for Use in Concentreted Sunlight』、電子装置に関するＩＥＥＥ報告書、ＥＤ第２４巻、４号、３３７乃至３４２頁（１９９７））。
【０００４】
ポイント・コンタクト（ＰＣ）セルはＩＢＣセルに非常に類似している（Ｒ・Ｍ・スワンソン、『Solar Cells』、第１７巻、１号、８５乃至１１８頁（１９８６））。
【０００５】
半導体本体の一側に２つのコンタクトを有する他のソーラセルはDE 41 43 083 A1（＝EP 0 548 863 B1）に記載されている。
【０００６】
US 4,376,872からは、電圧を発生する非連続の領域を有し、単結晶に形成されているソーラセルが読み取ることができる。セルは、導電率が異なった、不純物がドープされた領域を有する。これらの領域はＶ字形のトレンチによって分離されている。所望の導電率を達成するために、トレンチの側面にイオンが衝撃される。この目的のために、単結晶基板は、不純物がドープされる面のみがイオンビームに晒されるように、イオン源に向けられる。面へのドーピング後に、金属層は、側面を完全に被覆するトレンチの側面に蒸着される。個々のユニットは直列に接続されている。
【０００７】
US 4,295,002からは、両側に台形状の、直列接続された、Ｓｉからなるソーラセル領域を有し、これらの領域の側面はｎ＋ＧａＰ又はｐ＋ＧａＰ層からなるタンデム・ソーラセルが読み取れる。外側では、向かい合うｎ＋ＧａＰ又はｐ＋ＧａＰ層が、狭い頂点領域を除いて、金属層で完全に被覆されている。更に、ソーラセル領域の頂点に沿って、ＳｉＯ２層が延びており、この層は、外側で、金属層で被覆されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
明細書導入部に記載のタイプのソーラセル及び方法を、ソーラセルの、容易に製造される構造が、高い効率を同時に得る際に可能であるように改善するという課題が、本発明の基礎になっている。特に、多数電荷キヤリア及び少数電荷キヤリアを集める第１及び第２のコンタクトを、容易に、いわば自己調整式に設けることができることが意図される。この場合、コンタクトがソーラセルの効率を悪化させる遮光をもたらさないことが意図される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記課題は、実質的に、明細書導入部に記載のタイプのソーラセルにより、突出部の第１及び第２の縦方向側面は、半導体基板によって規定された面に平行に又はほぼ平行に延びている外側部分を介して、連なっていること、複数の連続している突出部はトレンチ底部を有するトレンチを区画すること、突出部のうちの少なくとも幾つかの突出部では、第１のコンタクトは、突出部の第１の縦方向側面に延びており、第２のコンタクトは、突出部の第２の縦方向側面に延びていること、及び第１及び第２のコンタクトは、トレンチ側及び外側部分側で、互いに間隔をあけていることによって解決される。
【００１０】
本発明に係わる教示は、外側で延びる突出部の側面に設けられているコンタクトの、そのシステムによって実現化される。これらのコンタクトは、少数電荷キヤリアを集めるためのエミッタコンタクトとも、多数電荷キヤリアを集めるためのベースコンタクトとも呼ぶことができる。半導体基板の裏面に延びている線状の突出部の縦方向側面におけるコンタクトの設置の実現化は、記載のソーラセル型に限定されない。実現化は、むしろ、ドーピングによって発生されたｐｎ接合及びヘテロ構造並びに金属による又は表面の絶縁膜電荷による電界の誘導に基づくことができる。ｎ導電型又はｐ導電型である、ソーラセルの半導体材料は、単結晶、多結晶又は非晶質であり、あるいは単体半導体又は化合物半導体であってもよい。結晶質のシリコンの場合に、ホウ素及びリンのドーピングの他に、ガリウム、インジウム又はアルミニウムのドーピングも用いられるべきだろう。銅-インジウ-セレン化物又は銅-インジウム-硫化物、テルル化カドミウム-ヒ化物及びガリウム-ヒ化物のような薄層半導体の使用も同様に可能である。
【００１１】
裏側の二重コンタクト格子構造（二面ソーラセル）を通って入射する光を活用し、最後に、両側で少数電荷キヤリアを集める、簡単な、両面で照射可能なソーラセルを利用することができる。後者は、特に、少数電荷キヤリアの短くなった拡散距離を有する安価な半導体基板が存在するときは、周囲散乱光を出来る限り良く活用するために並びに光によって発生された電荷キヤリアを非常に有効に集めるために用いられる。特別な場合には、二重コンタクト格子構造を、裏面にでなく、直接の太陽光に向いた前側に取り付けることができる。このことは、特に薄層ソーラセルにとって好都合である。これら薄層ソーラセルでは、薄い半導体層が別基板（Fremdsubstrat）にあり、本発明に係わる装置によって、半導体と別基板との間への、裏面コンタクトの、通常は難しい挿入は回避される（Ｓ・ロバーツ等、第２回ＷＣＰＥＣの議事録（１９９８）、１４４９頁）。
【００１２】
本発明によれば、第１のコンタクトは部分的に一方の縦方向側面に設けられており、第２のコンタクトは、部分的に、半導体基板の表面の同一の突出部の、反対の第２の縦方向側面に設けられており、各々のコンタクト詳しくはコンタクトの金属被覆は、縦方向側面に移行する、突出部の、設けられたプラトー状の領域の、その角張った又は面取りされた縁部に亘って延びていることができることが提案されている。しかし乍ら、短絡を回避するためには、隣り合っている領域には、第１のコンタクトと第２のコンタクトとの間の十分な間隔が保証されなければならない。
【００１３】
突出部はトレンチを区画し、トレンチは基本的には夫々にトレンチ底部を有し、トレンチ底部は半導体基板によって規定された面に平行に延びている。この領域は電気コンタクトによって覆われていないので、光が入り込むことができる。これらのコンタクトの間の短絡は同様に不可能である。
【００１４】
特に、突出部の断面がＵ字形、Ｖ字形又は鋸歯状の形状寸法を有することことが提案されている。第１又は第２のコンタクトは、好ましくは、突出部の第１又は第２の縦方向側面の外側の縦方向縁部まで延びている。
【００１５】
裏側ＯＥＣＤ（Obliquely-Evaporated-Contact）ソーラセル又は後側ＯＥＣＤソーラセルと呼ぶことができる本発明に係わるソーラセルの、その極めて重要な利点は、コンタクトを、突出部の故に、例えば真空中での斜め蒸着によって完全にマスク及び調整なしに蒸着し範囲を定めることができることによって与えられている。特に、短絡を回避するための、２つのコンタクトフィンガの相互の分離は、斜め蒸着に基づき金属化なしに容易に構成される、突出部の上面によって、自動的に保証されており、裏側で電荷キヤリアを集める知られたソーラセル（ＩＢＣ又はポイントコンタクト）の場合と異なり、特に広い面において実行するのが極めて難しくかつ高価なフォトリソグラフィ方法によって達成される必要がない。２つのコンタクト詳しくはコンタクトの金属被覆同士の間隔を突出部の幅によって容易に調整でき、他方、コンタクトの数は突出部の間隔従ってまた突出部の密度によって可変である。コンタクト用の材料の、真空中での斜め蒸着の際には、自己遮光（Selbstabschattung）の原理が用いられる。ウェハの高い処理能力、金属の非常に良好な活用、簡単な操作は、従来の真空蒸着と比べたこの方法の極めて重要な利点である（Ｒ・ヘッツェル、第１３回欧州ＰＶＳＥＣの議事録、ニース、１９９５、１１５頁）。
【００１６】
本発明に係わる教示の他の利点は、基板の裏側にトレンチをその深さをもって挿入することにより突出部を形成することによって、同時に、半導体基板の残りの厚みを定めることができることにある。
【００１７】
裏面に電荷キヤリアを効率よく集めるために、裏側を、材料の質すなわち少数電荷キヤリアの拡散距離に応じて、異なってデザインする必要がある。突出部の支持機能は、半導体の厚みを、破損の危険性なしに非常に薄くすることを可能にする。このことは、特に、電荷キヤリアの少ない寿命を持った安価な材料にとって、重要である。
【００１８】
本発明の意義は金属コンタクトの配置、金属コンタクト相互の正確な分離及びソーラセルユニットの並列にある。好ましくは垂直方向の側面を有し、好ましくは、電荷キヤリアを集めるために有効に用いられる金属化されない幅広いトレンチによって分離される突出部の、その両側の上部に金属領域を有する各々のユニットは。何故ならば、側面は、好ましくは、拡散されたｎ＋層又は反転層を有するからである。パシベーション層でのみ覆われているトレンチは、全面に又は部分的に、半導体基板によって規定された面に平行に延びている底面を有する。トレンチの深さは裏側で電荷キヤリアを集めるソーラセルの機能を大幅に定める。何故ならば、電荷キヤリアはベースを通って裏面へ拡散する必要があるからである。この深さ従ってまた著しくベースの厚さは、本発明では、裏側の構造化によって生じさせられ、かくて、各々の半導体材料の拡散距離に正確に調整されることができる。
【００１９】
本発明の実施の形態では、半導体基板の、第１及び／又は第２のコンタクトに隣接している表面は、例えば拡散、合金化又はイオン注入によって高濃度にドープされ及び／又は反転されており及び／又はヘテロ接合を有することが提案されている。
【００２０】
少数電荷キヤリアを集める第１のコンタクト（エミッタコンタクト）は金属-半導体コンタクト及び／又はＭＩＳ（金属-絶縁膜-半導体）コンタクトであることができる。
【００２１】
少数電荷キヤリアを集める前記第２のコンタクト（ベースコンタクト）は、半導体基板に直接蒸着された金属コンタクトであり及び／又は高濃度にドープされた半導体基板に蒸着された金属コンタクトであることことができる。
【００２２】
換言すれば、半導体表面はコンタクトの外側で（好ましくは拡散又はイオン注入によって；例えば、ｐ型半導体の場合にｎ＋層の形で）高濃度にドープされており、（ｐ-Ｓｉの場合、電子・反転層の形で）ｂ）反転されており、ｃ）ヘテロ接合（例えばａ-Ｓｉ／ｐ-Ｓｉ）を有し、あるいは、ｄ）対応の表面層によってのみパシベーションされていることができる。
【００２３】
少数電荷キヤリアコンタクトとしては、ａ）金属-半導体コンタクト（好ましくは、半導体はコンタクト領域で高濃度にドープされている（ｐ-Ｓｉの場合、ｎ＋））、ｂ）対応の金属-絶縁膜-半導体コンタクト（ＭＩＳ）（半導体は金属の下で高濃度にドープされていることができ（ＭＩｎ＋ｐ）、あるいは、仕事関数の差に基づいて適切な金属（ｐＳｉの場合好ましくはＡｌ）によってのみ反転される）を用いることができる（Ｒ・ヘェツェル、Ｒ・マイヤー、Ａ・メッツ、『Solar Energy Material and Scolar Cells』６５、３１１頁（２００１））。
【００２４】
多数電荷キヤリアとして、例えば、金属コンタクトを半導体（例えばＡｌ-ｐ-Ｓｉ，Ｔｉ-Ｐｄ-Ａｇ-ｐ-Ｓｉ）に直接用い、金属コンタクトを、高濃度にドープされた半導体（例えば、Ａｌ-ｐ＋-ｐ-Ｓｉ）に用いることができる。好ましくは局部的な「裏面電界」（ＢＳＦ）として用いられる＋ｐ領域を、拡散、（例えばホウ素の）イオン注入によって又はシリコンとのＡｌの合金化（ＡｌＢＳＦ）によっても発生させることができる。合金化工程のためには、本発明では、半導体表面に対し鈍角（好ましくは１°乃至３０°）でなされるレーザ照射又はランプ照射を、遮光効果を用いつつ、利用することができる。かくて、コンタクト領域のみが適切に加熱する。
【００２５】
かくて、第２のコンタクトの形成を簡略化することができるのは、例えばアルミニウム・フィンガを斜め蒸着によってパシベーション層に蒸着し、レーザで局部的に加熱することによってである。かくして、アルミニウムはパシベーション層を通過し、半導体基板のためのオーム・コンタクトを形成する。
【００２６】
本発明の実施の形態では、突出部を含めた半導体基板の裏側全体に亘って、すなわち、半導体並びに第１及び第２のコンタクトに亘って、パシベーション材料が延びている。それ故に、光によって発生される電荷キヤリアは、裏面の第１及び第２のコンタクトへ直接拡散する。
【００２７】
更に、本発明の実施の形態では、パシベーション層は、基板側で延びているａ-Ｓｉ層例えばａ-Ｓｉ：Ｈ層を有する二重層又は三重層からなることができ、前者の層の上に、好ましくはプラズマ-ＳｉＮ，ＳｉＮ，ＳｉＯ２からなる少なくとも１つの層が設けられている。特に、パシベーション層は、直接又は間接に、第１のコンタクトと第２のコンタクトとの間の電荷キヤリアの輸送を防止し又は実質的に防止するべきであろう。
【００２８】
他の実施の形態では、いわゆるエミッタ層として、高濃度にドープされたｎ層（ｎ＋）が、あるいはパシベーション層におけるプラスの電荷によって形成されたｎ導電型の反転層（又はヘテロ接合）が、半導体表面に発生され、この層に沿って、少数電荷キヤリアが第１のコンタクトへ流れることができる。
【００２９】
他の提案では、本発明により、まず、パシベーション材料を全面に蒸着し、次に、第１及び第２のコンタクトを、突出部を有する半導体表面に設ける。その結果、第１及び第２のコンタクトは、少なくとも部分的には、前もってパシベーション材料で被覆されかつ次にこのパシベーション材料が取り除かれた、突出部の外側部分に、直接にあるいは絶縁膜層に設けられている。及び、半導体基板の表面に沿って、斜め導電率の発生なしに只１つのパシベーション層、導電性の反転層が延びているか、好ましくは拡散又はイオン注入によって発生されたｎ＋層が、ｐ型ドープト半導体基板の場合に延びている。
【００３０】
コンタクトは縦方向側面領域全体に、好ましくは突出部の上部に線状に設けられており、金属は、一部は、半導体に直接延びており、一部は、パシベーション層に延びていることができる。
【００３１】
半導体表面は、領域全体に、追加的に、小さなピラミッドのようなテクスチャを有することができる。突出部の接触領域におけるテクスチャの先端からは、パシベーション層及び部分的に半導体材料が除去される。その上に、斜め蒸着によって金属コンタクトを蒸着する。前記の全くのラインコンタクトと異なり、テクスチャの先端は、好ましくは反転層又はｎ＋層によって接続されたポイントコンタクトシステムであり、このシステムは線状のコンタクト（メタルフィンガ）によって覆われる。ポイントコンタクトは正方形の形状を有し、少数電荷キヤリア及び多数電荷キヤリアを集めるために用いられることができる。
【００３２】
実質的にすべての少数電荷キヤリアが、エミッタ層と呼ばれる小数電荷キヤリア放出層を通って、少数電荷キヤリアを集めるコンタクト又はエミッタコンタクトとしての第１のコンタクトに達することを保証するために、本発明の、強調される実施の形態は、突出部の半導体基板側のベースが、半導体基板における少数電荷キヤリアの最大限倍の拡散距離である幅Ｂを有することを提案している。従って、ベースは少数電荷キヤリアのためのいわば制御弁を形成している。少数電荷キヤリアは、ベースを通って第１のコンタクトに導かれ、第２のコンタクトから遠ざけられる。当然ながら、他の寸法も可能ある。
【００３３】
全く一般的には、突出部の幾何学形状は、突出部から出ている第１及び第２のコンタクトのうちの、突出部のベース側の各々の縦方向縁部が、第１の面を緊張するように、及び第１の面と、突出部のうちの、半導体層側のベースとの間では、半導体基板によって規定された面に平行に延びておりかつ縦方向側面と交差する切断面が、半導体基板における少数電荷キヤリアの倍の拡散距離よりも狭いか又は拡散距離と同じである幅Ｂを有するように、選択されているべきである。
【００３４】
特に、突出部のベースの中央と、第２のコンタクトの、ベース側で延びている縁部との間の間隔は、ベースの半分の幅よりも大きくあるべきだろう。この措置によって、突出部の表面に沿ってエミッタ層が延びているとき、突出部に発生された多数電荷キヤリアと少数電荷キヤリアの対が、適切に導き出されて、少数電荷キヤリアが第１のコンタクトに直接又はエミッタ層を通って第１のコンタクトに放出されることが、保証される。
【００３５】
本発明の極めて重要な特徴は、突出部の両側でベース側の付け根にはｎ＋層又は反転層があって、少数電荷キヤリアを吸引し、その結果、少数電荷キヤリアが、深くにあるｐ＋コンタクト（多数電荷キヤリアコンタクト）へ拡散せず、そこで再結合することがないことにある。従って、ｐ＋コンタクトは遮蔽されている。本発明に係わる実施の形態は効率の増大及び工程の可能な簡略化を引き起こす。何故ならば、金属の下でのｐ＋ドーピング（局部的な裏面電界）を省略することができるからである。
【００３６】
明細書導入部に記載のタイプの方法は、裏側の第１のトレンチにトレンチ底部を設け、裏側の前記突出部に、半導体基板によって規定された面に平行に延びている外側部分を設けること、及び、突出部のうちの少なくとも幾つかの突出部では、第１及び第２の電気コンタクトは、トレンチ側及び外側部分側で、互いに間隔をあけているようにして、第１の電気コンタクトを突出部の第１の縦方向側面に蒸着し、第２の電気コンタクトを突出部の第２の縦方向側面に蒸着することを特徴とする。特に、第１及び／又は第２のコンタクトを、半導体基板によって規定された面から出る法線に対し角度αでの材料の蒸着によって付着し、但し、蒸着角度αはα≠０°及びα≠９０°である。この工程で、第１のコンタクトを第１の斜め蒸着工程で、次に、第２のコンタクトを第２の蒸着工程で形成し、あるいは逆にする。角度αは好ましくは８９°＞α＞６０°である。しかし、基本的には、まず、多数電荷キヤリアを集めるコンタクト（ｐ物質の場合には、正孔を集めるオーム・コンタクト）及び続いて少数電荷キヤリアを集めるコンタクトを製造する。
【００３７】
第１及び／又は第２の縦方向側面に不純物をドープするために、この縦方向側面に形成されるべき第１及び／又は第２のコンタクトの下方に、マスキングなしにイオンを注入して、イオンが法線に対し入射角βで当たり、但し、入射角βはβ≠０°及びβ≠９０°である。角度βは好ましくは８９°＞β＞６０°である。
【００３８】
更に、本発明は、半導体基板の裏面を、全面的に又は実質的に全面的に、パシベーション層で被覆し、次に、好ましくは化学機械研磨によって、突出部の、縦方向縁部の自由領域における少なくともパシベーション層及び場合によっては半導体材料を除去し、特にプラトー状の外側部分領域を除去することを提案する。
【００３９】
パシベーション層の除去後に、次に、第１及び第２のコンタクトを形成する。場合によっては、第１及び／又は第２のコンタクトは、突出部のベース側で、部分的にパシベーション層に延びている。
【００４０】
突出部の前面に沿って延びている第１及び第２のコンタクトを分離するためであれ、突出部においてパシベーション層を除去するためであれ、突出部のうちの、自由な、外側の、縦方向縁部の領域においてであれ、この目的のために、半導体素子のために全く一般的に用いられる独自発明的な提案に従って、研磨の際に、特に、半導体基板の裏面の化学機械研磨の際に、並進式に動くか回転式の研磨要素、例えば研磨皿が用いられ、半導体基板が研磨要素に向けられて、突出部の縦方向が研磨要素の運動方向に向けられることが提案される。回転する研磨要素又は並進式に動く研磨要素の場合には、突出部の縦軸は、研磨要素の運動方向に対し角度γ（特に１°≦γ≦３０°）を形成すべきである。しかし、平行な整列は同様に可能である。
【００４１】
従って、本発明の、強調されるべき提案により、第１及び第２のコンタクトは、その全幅で又は少なくとも部分的に、予めパシベーション材料で被覆され次に、突出部の、パシベーション材料が取り除かれた部分に直接に又は絶縁膜層に設けられていること、及び、半導体基板の表面がパシベーション層（ＳｉＯ２，ＳｉＮ，Ａｌ２Ｏ３，ａ-Ｓｉ，ａ-Ｓｉ：Ｈ等）によってのみ覆われていること、あるいは、半導体基板の表面に沿って、少数電荷キヤリアをコンタクトに導く不純物がドープされた層、ヘテロ層又は反転層が延びており、このような層は小数電荷キヤリア放出層又はエミッタ層と一般的に呼ばれることができることが提案される。
【００４２】
本発明の他の詳細、利点及び特徴は、複数の請求項及び該請求項から明らかな特徴（単独及び／又は組合せで）からのみならず、図面から見て取れる好ましい実施の形態の以下の記述からも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１乃至１０からは、ソーラセルの種々の発明の実施の形態を読み取ることができる。これらの実施の形態では、裏側に、少数電荷キヤリア及び多数電荷キヤリアが集められる。
【００４４】
ここでは、本発明に係わる教示は、ソーラセル用に全く一般的に使用可能である。ここでは、実現化は、例えば、ドーピングによって発生されたｐｎ接合及びヘテロ構造のみならず、金属又は表面の絶縁膜電荷による電界への影響をも基礎にすることができることが意図される。適切な半導体材料は、ｎ導電型又はｐ導電型の、単結晶の、多結晶又は非晶質の材料及び単体半導体又は化合物半導体である。ここでは、結晶質のシリコンの場合に、ホウ素及びリンのドーピングの他に、ガリウム、インジウム又はアルミニウムのドーピングも用いられるべきだろう。銅-インジウム^セレン化物又は銅-インジウム-硫化物、テルル化カドミウム-ヒ化物及びガリウム-ヒ化物のような薄層半導体の使用も可能である。
【００４５】
ここでは、本発明により、少数電荷キヤリア及び多数電荷キヤリアを集めるコンタクト（以下、第１及び第２のコンタクト又はエミッタコンタクト及びベースコンタクトと呼ぶことができる）が、ソーラセルの裏側のために決められており、高い無負荷電圧を達成するための出来る限り僅かなコンタクト面を有し、良好にパシベーション化された表面を有し、容易に製造可能であることが提案されている。この目的のために、一般的な表現では、当該のコンタクトは、好ましくは、真空中での斜め蒸着によって、遮光効果を活用しつつ、マスク及び調整なしに製造される（Ｒ・ヘッツェル、第１３回欧州ＰＶＳＥＣの議事録、ニース、１１５頁（１９９５））。前側は全然コンタクトを有しないのが好ましいが、テクスチャリングされており、非常に良好なパシベーション層及び反射防止層を有するべきだろう。反射防止層の下方には、半導体基板が全面的にｎ＋又はｐ−に不純物がドープされていることができる。このことによって、「浮動接合」が形成される。前側は、選択的に、少数電荷キヤリアを集める追加のコンタクト装置を有することもできる。
【００４６】
複数の実施の形態では、例としてのみ、互いに係合するＭＩＳコンタクト及びオーム・コンタクトを有する構造を論じる。本発明を離れなければ、これらのコンタクトを他のコンタクトと置き換えてもよい。
【００４７】
更に、実施の形態を説明する際に、ｐ型ドープト半導体材料を出発点とする。このことは限定的と解されることはない。他の基礎材料では、電界の所望の諸条件を達成するためには、場合によっては、それに応じて、他の導体又はドーピングが使用されねばならないだろう。
【００４８】
図１には、表側１２及び裏側１４を有するソーラセル１０が全く基本的に示されている。半導体基板１６としては、ｐ導電型の材料が用いられる。ソーラセル１０の裏側１４は、互いに平行に延びておりかつ縦方向側面２０，２２を有するストリップ状又は突条状の突出部１８を有する。これら縦方向側面は、プラトー状に延びている外側部分２４を介して、移行している。この外側部分は半導体基板１６によって規定された（aufgespannt）面に平行に又は実質的に延びている。
【００４９】
各々の突出部１８は、基本的には、互いに間隔をあけて、第１のコンタクトすなわちエミッタコンタクト２６と、第２のコンタクトすなわちベースコンタクト２８とを有する。各々のコンタクト２６，２８は、少なくとも部分的に、縦方向側面２０，２２に沿って延びており、場合によっては部分的にプラトー状の外側部分２４に沿って延びている。
【００５０】
換言すれば、少数電荷キヤリアを集めるコンタクト２６は、第１の縦方向側面２２と呼ばれる、突出部１８の側面にあり、多数電荷キヤリアを集める第２のコンタクト２８は、第２の縦方向側面２０と呼ばれる、突出部１８の、反対側の側面にある。
【００５１】
複数の突出部１８の間にはトレンチ３０が延びている。このトレンチは、図２乃至５を参照して明示するように、底部側に、基本的に、半導体基板１６によって規定された面（トレンチ底部３１）に平行に又はこの面に傾斜して延びていることができる。しかし、トレンチ底部は、少なくとも部分的に、この面に平行に延びているべきだろう。
【００５２】
かくて、図２には、ソーラセルの部分が示されている。このソーラセルでは、縦方向縁の側に面取りがなされた縁部３４，３６を有する、断面が矩形の突出部３２は、断面が台形のトレンチ３８を介して、繋がっている。このトレンチは、半導体基板１６によって規定された面に平行に延びている狭い底面４０すなわちトレンチ底部と、この底面に傾斜して延びている辺４２，４４とによって区画されている。
【００５３】
傾斜した辺４２，４４によって、トレンチの領域では、ソーラセルでは前側にしばしば存在するテクスチャの、その形成を著しく回避することができる。何故ならば、この領域では、テクスチャ（Textur）の、異方性をもって作用するエッチング、このエッチングによるピラミッドの発生に必要な（１００）結晶面が存しないからである。
【００５４】
更に、突出部１８，３２が明示するように、これらの突出部の縦方向側面２０，２２又は４６，４８が、半導体基板１６によって規定された面に垂直に又はほぼ垂直に延びていることは、好都合である。何故ならば、場合によっては生じるテクスチャが、図１乃至５の実施の形態では参照符号２６，２８が付されている実際のコンタクト２６，２８の、その領域にのみ存することが、支持機能の他に達成されるからである。
【００５５】
テクスチャの、従ってまた、ソーラセル１０の裏側１４における表面の拡大の回避は、電荷キヤリアの、効率にとって不都合な再結合の回避のためには好都合である。
【００５６】
突出部５０，５２，５４の他の実施の形態は、図３乃至５から明らかである。断面がＶ字形の、Ｕ字形又は鋸歯状の突出部５０，５２及び５４を認められる。これらの突出部の、各々の縦方向側面には、第１及び第２のコンタクト２６，２８が設けられている。
【００５７】
形状寸法に係わりなく認められるのは、突出部５０，５２及び５４夫々の間に延びているトレンチ領域が、基本的には、底面を有し、この底面が、この領域で、半導体基板によって規定された面に整列されていて、その目的は、前述の如く、望ましくない表面の拡大従ってまた電荷キヤリアの再結合の増大をもたらすであろうテクスチャを回避するためであることである。形状寸法に係わりなく、中央領域は、少なくとも部分的に面に沿って延びている。但し、図３は本発明に係わる教示を実現することができる他の実施の形態も明示している。
【００５８】
突出部の各々に第１のコンタクト及び第２のコンタクトがある限り、同数のエミッタコンタクト及びベースコンタクトが生じる。しかし、すべての突出部が両側にコンタクトを有することが必ずしも必要という訳ではない。
【００５９】
例えば、一側に第１のコンタクトを有する複数の突出部が並設されており、第１及び第２のコンタクト２６，２８を有する、本発明に係わる突出部が、前記複数の突出部から或る間隔をあけて続くことができる。この場合、第１のコンタクト２６は第２のコンタクト２８よりも多いだろう。後者のコンタクトは、前者のコンタクトよりも大きな互いの間隔を有する。
【００６０】
基本的には、コンタクト２６，２８詳しくはこれらのコンタクトの金属層は蒸着によって形成される。この場合、一般的に選択的に、まず突出部の一方の側の、次に他方の側の、しかも、半導体基板によって規定された面に対し平らに延びおりかつ１°と３０°の間にあることができる角度での金属蒸着がなされる。かくて、コンタクト２６，２８詳しくはこれらのコンタクトの金属被覆は、縦方向側面を部分的に又は全面的に覆うことができる。
【００６１】
既述の如く、突出部の形状は広い範囲で変化することができる。但し、垂直方向の、斜め又は面を取った縦方向側面を好ましいと言うことができる。
【００６２】
図６には、ソーラセルの、裏側の突出部５６、そこに設けられているコンタクト装置の好ましい第１の実施の形態が示されている。この実施の形態は、本発明に基づき、少数電荷キヤリアを集めて放出する第１のコンタクト５８と、多数電荷キヤリアを集めて放出する第２のコンタクト６０とを有する。
【００６３】
第１及び第２のコンタクト５８，６０は突出部の第１及び第２の縦方向側面６２，６４に沿って延びている。突出部自体は線状又はストリップ状に形成されており、互いに平行に延びている。
【００６４】
更に図６からは、パシベーション層の形の層６６が半導体本体１６の裏側１４に沿って延びており、場合によっては、第１及び第２のコンタクト５８，６０を覆うことができることが認められる。他には、パシベーション層６６はこの領域で切り欠かれていてもよい。第１の変更に実施の形態では、まず、第１及び第２のコンタクト５８，６０を縦方向側面６２，６４に形成し、続いて、パシベーション材料を、以下の温度、すなわち第1及び第２のコンタクト５８，６０と、第１及び第２の縦方向側面６２，６４との間の接触特性が不都合には変化されない温度で蒸着する。
【００６５】
パシベーション層６６を高温で形成しようとするとき、以下に述べるように、このパシベーション層には、第１及び第２のコンタクト５８，６０を後で蒸着するための開口部を形成する必要がある。
【００６６】
電荷キヤリア（少数電荷キヤリア又は多数電荷キヤリア、電子又は正孔）が、主に、コンタクト５８，６０に直接拡散するので、多数電荷キヤリアを集める第２のコンタクト６０の領域では、少数電荷キヤリアを弾く層６８従ってまたいわゆる局部的な「裏面電界」(back surface field)（ＢＳＦ）を発生させるべきだろう。ｐ型ドープト半導体基板の場合に、層６８がｐ＋層であることは好ましい。この層を、例えば、Ａｌ（Ａｌ-ＢＳＦ）の知られた埋め込みによって、あるいは拡散又はイオン注入によって形成することができる。
【００６７】
実施の形態では、第１のコンタクト５８は、非常に薄いトンネル絶縁膜層７０を有するＭＩＳコンタクトとして形成されている。トンネル絶縁膜層は、例えば、リンの拡散又はイオン注入によって製造されるｎ＋金属コンタクトと代替することができる（トンネル絶縁膜層との接続でも→ＭＩｎ＋ｐ）。
【００６８】
このようなコンタクト装置の製造を以下のように行なうことができる。
【００６９】
最適な析出温度で製造された層による、ソーラセルの前側のパシベーション後に、第２のコンタクトすなわちオーム・コンタクト６０を、好ましくは、真空中でのアルミニウムの斜め蒸着によって、突出部５６の、側方の第２の縦方向側面６４へ蒸着させ、次に突出部５６のプラトー状の部分７２に蒸着された金属を、次にエッチング又は他の方法で（例えば、化学機械研磨によって）、除去する。約４００℃乃至５００℃での酸素中の後続の焼鈍によって、オーム・コンタクト６０を形成するのみならず、ＭＩＳコンタクトすなわち第１のコンタクト５８用のトンネル絶縁膜層又はトンネル酸化膜層７０をも発生させる。
【００７０】
半導体基板（例えば、ｐ-Ｓｉ）と、ＭＩＳコンタクト５８の金属（例えばＡｌ）との間の仕事関数の差を増大させるために、金属の蒸着の直前で、好ましくはアルカリ金属含有の物質（例えばＣｓＣｌ）を、好ましくは真空中での斜め蒸着によっても、トンネル酸化膜層に蒸着させることができる。ＭＩＳコンタクトすなわち第２のコンタクト５８（好ましくはアルミニウム）用の金属（好ましくはアルミニウム）の斜め蒸着、及び縦方向側面６２，６４の間に延びる、突出部５６のプラトー状の部分７２上の余分な金属のエッチングが続く。最後に、裏側１４全体を、パシベーション層６６、好ましくはプラズマ-窒化シリコンで被覆する。取分け短絡を防止するために、ｐ-Ｓｉでの反転層の形成を回避するべきだろう。このことを、半導体基板上に好ましくはパシベーション二重層又はパシベーション三重層を蒸着又は形成することによって、達成することができる。基板側には、場合によっては幾つかの原子層のみの厚さのあるａ-Ｓｉ：Ｈ層が延びており、次に、少なくとも他の層、例えばＳｉＮ、プラズマ-ＳｉＮ又はＳｉＯ２が延びている。当然ながら、パシベーションとして、ａ-Ｓｉ：Ｈ層のみでも十分だろう。更に、反射する金属、例えばＡｇ又はＡｌを、いわゆるバックミラーとして、裏側１４全体に亘って蒸着することができる。その目的は、半導体に吸収されない光を、電流の増大のために、半導体に戻すためである。
【００７１】
本発明に基づき、斜めイオン注入の方法によって、図６において説明したＭＩＳコンタクト５８，６０の代わりに、多数電荷キヤリアコンタクト６０の局部的な電界を発生させる層６８（ｐ＋領域）のみならず、ｐｎ型多数電荷キヤリアコンタクト（ｎ＋領域）をも製造することができる。ここでは、コンタクト５８，６０用の真空中での金属の斜め蒸着の場合のように、突出部によって引き起こされる自己遮光を活用する。その目的は、半導体表面、（すなわち、ソーラセルの前面１２に平行に延びていて、半導体基板１６によって規定された面）に対し非常な鈍角で、例えばホウ素イオン又はリンイオンを、マスキング及び調整なしに、部分的に又は側面領域全体に注入するためである。角度は好ましくは１°乃至３０°の範囲にある。
【００７２】
次に、アニール温度工程後に、金属の局部的な蒸着が、好ましくは真空中での斜め蒸着によって、同様に調整及びマスキングなしになされることができる。
【００７３】
注入工場での半導体基板の非常に密なほぼ平行な配列によって、従来のイオン注入の経済性は劇的に高められる（斜め蒸着法を比較せよ）（Ｒ・ヘッツェル及びＡ・メッツ、『Renewable Energy14』８３乃至８８頁（１９９８））。
【００７４】
図７からは、ソーラセル１０の他の強調されるべき実施の形態の部分図が見て取れる。この実施の形態では、半導体本体１６の、裏側にある突出部７８の、第１及び第２の縦方向側面７４，７６には、第１及び第２のコンタクト８０，８２が延びており、これらのコンタクトは、部分的に、半導体本体１６の材料に延びており、部分的に、第１のパシベーション層９６に延びている。このパシベーション層は裏側で半導体本体１６に延びている。
【００７５】
本発明に係わる教示に従って、突出部７８の第１及び第２のコンタクト８０，８２は、突出部７８の、向かい合う第１及び第２の縦方向側面７４，７６に延びており、突出部のプラトー状の外側部分８６の領域では、互いに間隔をあけている。プラトー状の外側部分８６又は領域は、突出部１８又は５６の、図１及び６で参照符号２４が付された外側部分に対応する。更に、第１及び第２のコンタクト８０，８２は、トレンチ底部から間隔をあけて、この実施の形態では、トレンチ底部の縁部からかなり間隔をあけて延びている。
【００７６】
図６では、少数電荷キヤリアを集める第１のコンタクト８０の代わりに、好ましくは、外側の金属層９０と半導体基板との間の、アルカリ金属含有の層８８の形の、その薄いトンネル酸化膜を有する金属-絶縁膜-半導体（ＭＩＳ）装置を選択した。
【００７７】
かくて形成されたＭＩＳコンタクト８０の下方に、及び半導体基板１６の、残りの、裏側の表面９２には、少数電荷キヤリア放出層９４が延びている。少数電荷キヤリア放出層をエミッタ層とも呼ぶことができる。
【００７８】
半導体基板１６としてのｐ導電型の半導体の場合、エミッタ層９４はｎ導電型の反転層である。この反転層はパシベーション層９６におけるプラスの電荷によって又は拡散されたかイオンを注入されたｎ＋層によって形成される。ここでは、パシベーション層９６は、半導体基板１６の表面９２に沿って延びており、第１及び第２のコンタクト８０，８２の領域で部分的に中断されている。
【００７９】
エミッタ層９４は、電位に関して、第２のコンタクト８２から分離されているべきだろう。エミッタ層９４が第２のコンタクト８２から間隔をあけて終わっているのは好ましい。その目的は、少数電荷キヤリアが第２のコンタクトで再結合して、従って、第１のコンタクト８０と第２のコンタクト８２との間の短絡がなされるのを防止するためである。
【００８０】
第１及び第２のコンタクト８０，８２すなわちエミッタコンタクト及びベースコンタクトを分離するためには、エミッタ層９４又はｐ導電型の層を、パシベーション層９６の下方の第２のコンタクト８２の直前で終わらせ及び／又はｎ導電型の層９４と第２のコンタクト８２との間に障壁層を挿入することは、基本的に利点である。
【００８１】
他には、図６との関連で説明したように、局部的な裏面電界（ＢＳＦ）９８も、第２のコンタクト８２の、基板側の面に沿って、及び両側で側方に、半導体基板１６の、第２のコンタクトの金属によって覆われた領域に亘って形成することができる。このことによって、ｎ導電型の層すなわちエミッタ層９４と、ｐ導電型のＢＳＦ層９８との間に電位障壁が生じる。この電位障壁は、少数電荷キヤリア又は電子の、多数電荷キヤリアコンタクト８２への流出を著しく防止する。
【００８２】
エミッタ層９４としての反転層の場合、局部的な裏面電界（ＢＳＦ）層９８も、同様に、利点である。但し、少数電荷キヤリア（電子）の、多数電荷キヤリアコンタクト８２への流出を著しく防止する電位障壁が、ＢＳＦ層９８の形成なしでも、第２のコンタクト８２に存在するとしても。（Ｒ・ヘェツェル及びＫ・イェーガー『J.Electrochem.Soc.136』５１８（１９８９））。
【００８３】
エミッタ層を、好ましくは、リンの拡散よって、局部的な裏面電界を、好ましくはアルミニウムの合金によって、しかも只１つの熱操作で共に形成することができる。このことによって、プロセス工学的な簡略化が生じる。
【００８４】
最後に、裏側１４全体に亘って、第２のパシベーション層１００がある。このパシベーション層の上に、選択的に、金属層を、光反射器（バック・サーフィス・リフレクタ）として蒸着することができる。このパシベーション層１００は、基本的には、反転層の発生を防止するべきだろう。何故ならば、そうでない場合には、各々第１及び第２のコンタクト８０，８２の間に短絡が生じる危険性が生じるだろうからである。
【００８５】
全く一般的には、第１のコンタクトと第２のコンタクトとの間の電荷キヤリアの輸送が防止され又は実質的に防止されることを、パシベーション層が、直接又は間接に、例えば、反転層の形成によって保証すべきだろうことが指摘されるだろう。
【００８６】
図７に示された実施の形態では、光によって発生された電荷キヤリアは、ソーラセルのほぼ裏側１４全体に亘って延びている高濃度に不純物がドープされたｎ＋層を通って、あるいはプラスの電荷によって半導体又は半導体基板１６におけるパシベーション層９６に発生されたｎ導電型の反転層９４を通って、第１のコンタクト８０に達する。パシベーション層９６によって同時に半導体に反転層９４が発生される。このパシベーション層としては、ｐ型半導体の場合、プラズマ内で分離されプラスの電荷を有する窒化シリコンが用いられることは好ましい。（例えばｐシリコンでの）反転層９４は、部分的には、絶縁膜の半導体境界面で生じる自然のプラスの電荷によって影響を受けるが、反転層の導電率は、プラスの電荷密度の増大によって、好ましくは、アルカリ金属含有の物質の、窒化シリコン（パシベーション層９６）への、半導体表面９２から僅かな間隔（１乃至１０ｎｍ）をあけての取り込みによって、なお一層改善される。窒化シリコン層と半導体との間に、他の、薄い絶縁膜層（例えば１ｎｍ乃至１０ｎｍの厚さのＳｉＯＸ）を取り込むこともできる。
【００８７】
前記の装置は、裏側で全面的に集めるソーラセルである。図６から見て取れる教示と異なり、ほぼ裏側１４全体に亘って延びている反転層９４によって、又はそれに続く空間電荷区域を有するｎ＋層によって、電荷キヤリア対（少数電荷キヤリア及び多数電荷キヤリア）は、電荷キヤリア対がコンタクト８０，８２に達する遥か前に、分離される。正孔（多数電荷キヤリア）は、高くなった領域（突出部７８）で、側方に設けられた第２のコンタクトすなわちオーム・コンタクト８２に向かって拡散する。これに対し、電子（少数電荷キヤリア）は、突出部７８の幅が電子の倍の拡散距離よりも狭いとき、両側に延びるエミッタ層すなわち反転層すなわちｎ＋層９４によって全体的に、突出部７８の入口で集められる。それ故に、電子は多数電荷キヤリアコンタクト８２に達せず、そこで再結合しない。従って、多数電荷キヤリアコンタクト８２は、すべての知られたソーラセルと異なり、ほぼ多数電荷キヤリアのみに晒されている。
【００８８】
突出部で反対側にありかつ導電性の層９４（ｎ＋、反転層等）によって囲繞されているコンタクト８０，８２の、本発明に係わる配列は、従って、単純な幾何学的な方法で、コンタクト８０，８２の領域でさえも、電荷キヤリアの最高に効率的な分離を保証する。
【００８９】
図６及び７で多数電荷キヤリアコンタクト領域に関して示したように、局部的に拡散され、合金化され又はイオンを注入された領域（ｎ＋）を、追加的に、少数電荷キヤリアコンタクト８０のために蒸着することができる。
【００９０】
コンタクトの製造に関して、図７に示すように、第１及び第２のコンタクト８０，８２を、部分的に、まずパシベーション材料で覆われ次に、突出部７８の、パシベーション材料が取り除かれた部分に直接的に又は絶縁膜層に設ける。この目的のために、まず、半導体基板の表面９２全体を、表面再結合の最小速度で最適化されており、場合によってはプラスの境界面電荷の増大のために、好ましくはアルカリ金属含有の物質を有するパシベーション層９６で覆う。次に、好ましくは化学機械研磨（ＣＭＰ）によって、側面の上方領域（第１及び第２の縦方向側面７４，７６の縦方向縁部１０２及び１０４）及び突出部７８のプラトー状の外側部分８６の表面における、パシベーション層９６及び部分的には半導体材料を、除去する。これによって、面取りされた縁部を形成することができる。続いて、好ましくは真空中での斜め蒸着によって、オーム・コンタクト８２を形成するために金属を、突出部７８の一方の側（第２の縦方向側面７６）に蒸着する。その後、オーム・コンタクト８２を形成するために４００℃乃至５００℃で熱処理（焼戻し）を行なう。このとき、酸素の投与によって、同時に、トンネル酸化膜（層８８）を、突出部７８の、反対の側（第１の縦方向側面７４）で、予めパシベーション材料が取り除かれた半導体表面９２に形成する。次に、トンネル酸化膜に、電子の低い仕事関数を有する材料の薄い層、好ましくはアルカリ金属又はアルカリ金属の化合物を蒸着する。その目的は、金属（層９０）と半導体（基板１６）との仕事関数の差を増大させるためである。ＭＩＳコンタクトとして形成された第１のコンタクト８０を、第１の縦方向側面７４の上部への金属（層９０）の斜め蒸着によって補完する。これにより、層９０は、縦方向側面７４の下部で、部分的にパシベーション層９６に延びている。金属従ってまたＭＩＳコンタクト８０は、上部ですなわち縦方向縁部側の領域で、丸み（縦方向縁部１０２）に亘って、部分的に、突出部７８のうちの、縦方向側面７４，７６を結合する外側部分８６へ延びている。
【００９１】
突出部７８のプラトー状の部分８６おける２つのコンタクト８０，８２の正確な分離従ってまたソーラセルの短絡の回避は、決定的に重要である。最後に、もう一度、裏側全体をパシベーション層（層１００）で被覆する。その目的は、半導体基板の、取り除かれた表面（部分８６）を、第１のコンタクト８０と第２のコンタクト８２との間の突出部７８に及び短絡の回避のために被覆するためである。この場合、半導体における反転層の形成を回避すべきである。更に、バックミラーの蒸着も可能である。
【００９２】
斜め蒸着中に突出部７８のプラトー状の部分８６にさえ蒸着されかつ第１及び第２のコンタクト８０，８２を結合し従ってまたセルを短絡する金属を、容易に除去することができるという事実も、特に重要である。斜め蒸着の決定的な特徴は、つまり、鈍角で表面に当たる金属が、一方では、コンタクト８０，８２用の縦方向側面７４，７６に蒸着された金属よりも遥かに薄くて、他方では、金属が、その茎構造の故に、非常に緩やかに生長するので、この金属は短時間のエッチング工程によってのみで除去されることができることである。このことによって、縦方向側面７４，７６における金属（メタルフィンガ）の厚さは極僅か減少される。
【００９３】
他に、斜め蒸着中に突出部７８の部分８６に蒸着された金属を、機械的な方法で、又は化学機械研磨（ＣＭＰ）によって除去することができる。この選択的方法によって、例えば拡散中に突出部７８のプラトー状の部分８６に生じかつ２つのコンタクト８０，８２を結合するｎ＋層も除去する。かくて、エミッタコンタクトとベースコンタクトとの、すなわち第１のコンタクト８０と第２のコンタクト８２との間の非常に良好な分離は保証されている。導電性の層の除去によって、第１のコンタクトと第２のコンタクトとの間で短絡が除外されることが保証される。
【００９４】
独自の発明的な提案は、化学機械研磨（ＣＭＰ）によってパシベーション層９６及び出来る限り僅かに半導体材料を部分的に突出部７８の縦方向側面７４，７６から除去して、そこで、金属コンタクト８０，８２を、好ましくは真空中での斜め蒸着によって、突出部７８の少なくとも一方の側に、しかし出来る限り両側に蒸着することができるという処置に見られる。側面領域の上部における局部的な除去は、本発明により、突出部７８を区画するトレンチを有する半導体基板１６が、ＣＭＰにおいて典型的であり、例えばDE 41 43 083 A1でも、突出部の上面からのみのパシベーション層の除去のために実施されたように、研磨皿の上では回転せず、所定の位置にしっかり保たれることによってなされる。更に、本発明に係わる教示により、位置決めは、トレンチが、ほぼ平行に、従って回転する研磨布のような研磨要素の移動方向に対し比較的小さな角度γで位置しており、このことによって、側面への研磨剤のスムーズな流れが可能となるようになされる。いわゆる斜め研磨がなされる。このことによって、比較的高い研磨力が突出部の各々の縦方向側面に作用するので、パシベーション層９６及び半導体材料従ってまたコンタクトの開口部の側方除去速度は、突出部７８の上面（部分８６）における除去速度と比べて最適化される。研磨方向とトレンチ又は突出部７８との間の、１°乃至３０°の角度範囲は、特に勧められるだろう。ディスクのような回転要素との研磨方向及び直線状の研磨配列、従って並進の往復動又は直線運動を用いることができる。いずれにせよ、突出部７８の縦方向縁部１０２，１０４の面取りがなされる。
【００９５】
本発明により、コンタクト領域におけるパシベーション層の局部的な除去を回避することもできるのは、側面の上部における後のコンタクト領域で、及び、避けがたい場合には、突出部にも、保護層を、例えば圧延圧力又は浸漬方法によって又は斜め蒸着等によって蒸着することによってである。かくて、パシベーション層は、半導体上のこれらの領域に蒸着されない。保護層を、その上にあるパシベーション層と共に、除去し、コンタクト金属を、好ましくは真空中での斜め蒸着によって蒸着する。
【００９６】
図８からは、裏側のコンタクト領域が該当する限りにおいて、本発明に係わる教示の、独自に保護を受ける特徴が見て取れる。例えば、図８には、ソーラセルの裏側から出ている突出部１０４の領域にあるソーラセルの部分図が示されている。この場合、ソーラセルは、図１乃至７の実施の形態と同じように、多数の、互いに平行に延びるストリップ状又は突条状の突出部１０４を有する。従って、これらの突出部は、図１乃至５との関連でトレンチは説明したトレンチによって区画されている。このことは、特に、テクスチャの適切な形成又は抑制に関しても当て嵌まる。この場合、トレンチは、好ましくは、半導体基板によって規定された面に平行に延びているトレンチ底部を有する。トレンチ底部は導電性のコンタクトによって覆われていない。
【００９７】
図８に示したコンタクト装置では、同様に、ソーラセルの半導体基板１６の第１及び第２の縦方向側面１１０，１１２に延びている第１及び第２のコンタクト１０６，１０８が設けられている。ここでは、コンタクト１０６，１０８は同一の突出部１０４から出ており、突出部１０４の、プラトー状に延びる自由な表面１１４の領域で、従って突出部１０４の外側部分で、互いに間隔をあけている。
【００９８】
図７の実施の形態とは異なり、パシベーション層１１４は、第２のコンタクトすなわち多数電荷キヤリアコンタクトすなわちベースコンタクト１０８の下方に延びていない。むしろ、第２のコンタクト１０８は、半導体基板１６の直ぐ上に、しかも、半導体基板の第２の縦方向側面１１２に設けられている。これに対し、第１のコンタクトすなわち少数電荷キヤリアコンタクト１０６は、パシベーション層１１４上で、突出部１０４のベースの付近にある領域１１６に設けられている。これに対し、縦方向縁部側の残りの領域１１８は、図４を参照して説明したように、半導体基板の直ぐ上に、又は絶縁膜層１２０に設けられている。
【００９９】
第１のコンタクト１０６は部分的にのみパシベーション層１１４に延びているので、図示した右側の縦方向側面１１０に延びているパシベーション層１１４をまず部分的に除去する。次に、既述の如く部分的に半導体材料に、部分的にパシベーション層１１４に延びている第１のコンタクト１０６を形成する。ここでは、第１のコンタクトとしてのＭＩＳコンタクトの場合、例えば、トンネル絶縁膜層の形の、層１２０を半導体基板に形成する。
【０１００】
図７の実施の形態を特に特徴とする特徴に従って、更に、半導体基板の表面１２２に沿って、ｎ導電型の反転層のようなエミッタ層１０２あるいは好ましくは拡散又はイオン注入によって発生されたｎ＋層が延びている。更に、局部的なＢＳＦ層１２４を第２のコンタクト１０８の下方に蒸着することができる。最後に、ソーラセルの裏側１４全体を、第２のパシベーション層１２６で覆う。従って、このパシベーション層は、第１及び第２のコンタクト１０６，１０８に亘っても延びている。
【０１０１】
本発明に係わる適切なコンタクト装置を以下のように製造する。
【０１０２】
半導体基板１６に突出部１０４を形成した後に、まず第２のコンタクト１０８を、特に真空中での斜め蒸着によって、突出部１０４の第２の縦方向側面１１２に蒸着する。Ａｌ合金化によって又は前もってホウ素注入によって、ＢＳＦ層１２８を選択的に形成することができる。ＢＳＦ層の平坦な延在は、第２のコンタクト１０８の縦方向縁部がＢＳＦ層１２８に延びているのように選択されている。次に、裏側全体に亘って、好ましくは窒化シリコンの形のパシベーション層１１４を蒸着する。これにより、好ましくは、１ｎｍ乃至１０ｎｍの厚さの薄い絶縁膜層を予め半導体表面に発生させる。この絶縁膜層はプラスの電荷を発生する物質、好ましくはアルカリ金属又はその化合物で被覆される。このことによって、半導体表面全体に亘って延びている所望のエミッタ層（例えば、ｎ導電型の反転層又はｎ＋層）を形成する。エミッタ層に沿って少数電荷キヤリア（電子）が第１のコンタクト１０６に達する。少数電荷キヤリアコンタクト１０６を蒸着するために、好ましくは斜め研磨によって、パシベーション層１１４を部分的に除去する。次に、４００℃乃至５００℃での酸素の投与による温度処理が続く。温度処理によって、一方では、第２のコンタクト１０８すなわちオーム・コンタクトが形成され、他方では、この実施の形態ではＭＩＳコンタクトとして形成された第１のコンタクト１０６のために必要なトンネル酸化膜層１２０が成長する。次に、好ましくは同様に斜め蒸着によって、第１のコンタクト１０６に必要な金属を、第１の縦方向側面１１０の、取り除かれた領域に、部分的にはパシベーション層１１４に蒸着する。最後に、裏側全体を第２のパシベーション層１２６で被覆する。このことによって、突出部１０４のプラトー状の部分１１５すなわち外側部分をパシベーションする。このことによって、同様に、第１のコンタクト１０６と第２のコンタクト１０８の間に所望の電気的分離が保証されている。パシベーション層としては、全く一般的に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、非晶質Ｓｉ：Ｈ等が適切である。ｐ型半導体基板のプラトー状の領域１１５に反転層を形成することを避けるために、例えば、基板側に延びているａ-Ｓｉ：Ｈ層及びこの層に亘って延びているプラズマＳｉＮ、ＳｉＮ又はＳｉＯ２のような層からなる、多層システムを選択する。
【０１０３】
短絡を避けるためには、局所的な裏面電界を発生する層１２４が第２のコンタクト１０８の領域にない限り、エミッタ層（反転層又はｎ＋層）１２２が第２のコンタクト１０８にまで直に延びていないことが利点である。このことは、特に、ｎ＋層がエミッタ層１２２として存在するとき、重要である。
【０１０４】
少数電荷キヤリアを集める第１のコンタクト１０６に関して、エミッタ層１２０がコンタクト１０６の下方で続くか、例えば、リンを拡散又は注入されたｎ＋領域が、コンタクト１０６の下方に入れられることが提案されている。
【０１０５】
従って、第１のコンタクト１０６（ｎ＋ｐコンタクト）にある反転層及び局所的なｎ＋層は、非接触領域にあるエミッタ層としての反転層に隣接していることができる。当然ながら、第１のコンタクトにおいてトンネル酸化膜層１２０によって被覆されているべきである連続的なｎ＋層も可能である（ＭＩｎ＋ｐ）。
【０１０６】
図６乃至８については、以下のこと補足的に説明する。図７及び８では、エミッタ層９４，１２２はプラトー領域８６，１１５に存在することもできる。エミッタ層９４，１２２は、短絡を避けるために、コンタクト８２，１０８から間隔をあけているか、裏面電界９８によって遮断されなければならない。
【０１０７】
図６では、図７及び８に類似して、プラトー領域７２を含めた（但し、コンタクト６０の裏面電界領域６８を除いて）裏側１４全体に亘って、高濃度に不純物がドープされたｎ＋層又はｎ導電型の反転層が延びていることもできる。このことによって、電荷キヤリアは裏面領域全体で集められる。
【０１０８】
図９からは、半導体基板の裏側にある突出部１３０の実施の形態が見て取れる。この実施の形態では、多数電荷キヤリアを集める第２のコンタクト１３２の下方には局部的なＢＳＦ領域がない。しかし、半導体基板の表面に沿って延びているエミッタ層例えば反転層１３４から第２のコンタクト１３２への少数電荷キヤリアの流出を防止するためには、第２のコンタクト１３２とエミッタ層１３４との間に蓄積層１３６を発生させることができる。この蓄積層は「チャネルストッパ」としての電位障壁を形成する。
【０１０９】
第２のコンタクト１３２用の金属としてアルミニウムが用いられる限り、アルミニウムを酸化アルミニウムに酸化することによって、電位障壁を形成することができる。この酸化アルミニウムは、シリコンのような半導体基板との自らの境界で、半導体基板において蓄積層１３６の形成をもたらすマイナスの電荷を含む。他に、マイナスの電荷を含む層、例えば参加アルミニウムを、第２のコンタクト１３２に亘って蒸着することができる。（Ｒ・ヘェツェル及びＫ・イェーガー『J.Electrochem.Soc.136』５１８（１９８９））。
【０１１０】
ｎ＋層、特に、図７乃至９の反転層９４，１２２，１３４の、第２のコンタクト８２，１０８，１３２の前方での中断を、本発明により、強力な放射線、例えば硬ＵＶ光等による装置への斜め照射によって、金属領域を越えて達成することができる。ここでは、新たに、突出部の自己遮光の効果を活用する。この場合、入射角はコンタクト金属の斜め蒸着中に選択される蒸着角度よりも幾らか大きくなければならない。
【０１１１】
本発明の他の提案では、ソーラセルの裏側、特に、突出部の縦方向側面１３８（該側面に本発明に係わるコンタクト装置が形成される）は、テクスチャの、異方性をもって作用するエッチングによる処理によって、ピラミッド状の突出部１４２を有することができる。突出部自体はパシベーション層１４４で被覆されている。次に、例えば前記化学機械研磨（ＣＭＰ）によって、縦方向側面１３８の表面を処理することができる。この結果、ピラミッド状の突起１４２の先端が除去される。それ故に、平坦な領域１４６が生じる。これらの領域は、ピラミッド状の突起１４２において、実質的に四角形の形状寸法を有する。これらの面１４６では半導体基板が露出されており、その結果、パシベーション層１４４は中断されている。続いて、第１及び第２のコンタクトを形成する。
【０１１２】
図１０に示した原理図から見て取れるように、突起１４２をほぼ完全に除去する。しかし、複数の除去された突起１４２の間にはトレンチが残り、これらのトレンチはパシベーション層１４４によって被覆されている。この処理によって、連続的な線状のコンタクトの代わりに、所望の第１及び第２のコンタクトを形成するポイントコンタクトの並列を含むことが可能である。このことによって、一方では、より小さな接触面を、他方では、いわゆる「クラウディング効果」によるマイナスの影響の減少を達成する。但し、少数電荷キヤリアを集める第１のコンタクトがＭＩＳコンタクトである限りで。このことは、ＭＩＳコンタクトの周囲がこのコンタクトの全面に比べて大きくなり、これにより、少数電荷キヤリアが、抵抗の著しい増加なしに、コンタクトに流れることできることを意味する。
【０１１３】
前述した如く、裏面構造を、テクスチャリング、すなわち、特にピラミッドの発生が、縦方向側面との接触領域でのみなされ、これに対し、トレンチ領域にはスムーズな半導体表面が存在するように、構成することもできることは好都合である。このことによって、テクスチャによる表面の拡大と、電荷キヤリアの再結合の、拡大に伴う増大を回避する。図２を参照して説明するように、このような構成は、縦方向側面が、少なくとも部分的に、半導体基板によって規定された面に垂直に又はほぼ垂直に形成されており、複数の側面の間に延びるトレンチが、半導体基板によって規定された面に対し所望の角度で延びているので、（１００）方向とは異なった結晶配列により、テクスチャリングが行なわれないままであるように、なされることができる。
【０１１４】
本発明により形成されるコンタクト装置について、一般的に、以下のことをコメントすることができる。
【０１１５】
従来の装置とは異なり、第２のコンタクトは任意に僅かな互いの間隔を有することができる。何故ならば、これらのコンタクトにおける増大した再結合が、遮蔽の故に、生じることができないからである。多数電荷キヤリアを集める第２のコンタクトすなわちオーム・コンタクト（同士の）最大限の間隔は、半導体基体の抵抗によって与えられている。但し、多数電荷キヤリア（正孔）が、前方から来て、余りに長い距離をコンタクトに対し斜めに進む必要がある場合に限る。本発明に係わる装置の大抵の場合、このケースは生じない。何故ならば、第２のコンタクト同士の間隔が、少数電キヤリアを集める第１のコンタクトによって定められており、この間隔は、エミッタ層（反転層又はｎ＋層）の限定された導電率の故に、通常はオーム・コンタクト同士の間に存在する間隔よりも遥かに狭くあらねばならないからである。第１のコンタクト相互の従ってまた第２のコンタクト相互の間隔は、５０μｍ乃至３ｍｍの間を変動する。
【０１１６】
突出部の幅Ｂ従ってまた第１及び第２のコンタクト相互の間隔は、５μｍ乃至２ｍｍより大きい、小数電荷キヤリアの拡散距離に従って、変動するが、少数電荷キヤリア倍の拡散距離よりも短くあるべきである。但し、ｎ＋層又は反転層が半導体表面に沿って延びる限りである。コンタクトフィンガの幅は、好ましくは、１μｍ及び１００μｍの範囲にあるべきである。通例、コンタクトは突出部の側面の一部分のみを覆う。突出部のその時々の高さＨは２０μｍと１５０μｍとの間を変動する。
【０１１７】
（突出部を有しない）トレンチ領域における半導体基板の厚さＤは、少数電荷キヤリアの拡散距離よりも遥かに小さくて、通例３０μｍと３００μｍの間にあるべきである。半導体表面の各々の厚さを、トレンチの深さによって調整することができ、かくて、ソーラセル工程で、材料に適合させることができる。
【０１１８】
本発明に係わる裏面構造は、裏面に当たる光のために利用に適切である。何故ならば、コンタクトによる遮光は、急激な側面におけるその配置の故に、非常に僅かであり、電荷キヤリアがコンタクトの非常に近くで発生されるからである。非常に短い拡散距離を有する半導体材料、例えば、多結晶シリコンが存するとき、追加的に、ソーラセルの前側に、少数電荷キヤリアを集めるためのコンタクト装置を蒸着することができる。このコンタクト装置は、対応の、裏面のコンタクトと接続されている。それ故に、少数電荷キヤリアが両側で集められる。この目的のために、前側と後側はトレンチ構造を有することができる。このことにより、前側トレンチ従ってまたこれらの前側トレンチの間に延びる突出部が、裏側で、トレンチ及び突出部に垂直に延びており、前側トレンチが、一方のトレンチ側面のみに、少数電荷キヤリアを集めるコンタクトを有することは好ましい。
【０１１９】
特に、裏側のみで電荷キヤリアを集める装置の場合、前側は、非常に遅い表面再結合速度を有するべきであろう。このことを、場合によっては同時に反射防止層として用いられるパシベーション層の蒸着によって保証することは好ましい。このためには、化学蒸着法（ＣＶＤ）を用いて例えばＳｉＨ４及びＮＨ３の反応によってプラズマに発生されたいわゆるプラズマ窒化シリコンが適切である。このプラズマ窒化シリコンの場合、半導体の表面状態は水素によって飽和される。ＣＶＤ-ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３も適切である。
【０１２０】
半導体表面を前側及び後側でパシベーションするためには、プラズマに発生されかつ水素を含む非晶質シリコン（ａ-Ｓｉ：Ｈ）も適切である。この非晶質シリコンはｎ型又はｐ型にドープされていてもよいか、ドープされていなくてもよい。パシベーション層システムとしての多重層は、反転層を回避するために、半導体材料中に用いられるべきであろう。この場合、基板側には、非晶質Ｓｉの層が延びており、この層の上に、例えばＳｉＮ、プラズマ-ＳｉＮ又はＳｉＯ２の層が延びているべきであろう。
【０１２１】
ｐ型又はｎ型にドープされたａ-Ｓｉ：Ｈ層で被覆された、結晶性シリコン上での非常に薄い真性導電性のａ-Ｓｉ：Ｈ層の配列は、非常に良好なパシベーション作用を有する。その上にあるＴＣＯ層によって、電荷キヤリアをコンタクト（コンタクトフィンガ）へと導くことができる。酸素及びシリコンの熱反応によって発生されたＳｉＯ２は、同様に、非常に良好なパシベーション層として用いられることができるが、約１０００℃の非常な高温を必要とする（ＳｉＮでは４００℃乃至６００℃で十分である）。パシベーション層を反射防止層として最適化することによって及び表面の適切なテクスチャ（ピラミッド等）によって、必要な非常に僅かな光反射を達成する。前側にもいわゆる浮動接合（ｎ＋又はｐ−層）を発生させて、反射防止層又はパシベーション層で被覆することができる。
【０１２２】
本発明に係わるソーラセルの場合、一側に、互いに噛み合う好ましくは線状のエミッタコンタクト及びベースコンタクト（フィンガ）のシステムがある。１つ又は複数のコレクションバーの蒸着に関し及びすべての少数電荷キヤリアコンタクト（エミッタ）及び多数電荷キヤリアコンタクト（ベース）の局部的な接触について、第１及び第２のコンタクト（コンタクトフィンガ）からパシベーション層を場合により前もって部分的に除去した後に、各々のコレクションバー（バスバー）を、メタルフィンガに垂直に、細い金属帯の形でトレンチ及び突出部に亘って延びていて、細い金属帯の形で蒸着することをコメントしておく。コレクションバー（金属帯）の、コンタクトフィンガとの導電接続は、本発明により、前もってソーラセル又は金属帯に連続的に又は点状に蒸着された導電性の接着剤によってなされる。この接着剤は比較的低い温度（最大限約４００℃まで）で硬化される（導電性接着技術）。金属帯はコレクションバー（バスバー）としてのみならず、個々のセルを互いに接続するためにも用いられる。しかし、コンタクトフィンガとのコレクションバーの接続は半田工程によってもなされることができる。
【０１２３】
異なった極性のコレクションバーがソーラセルの一側で延びてなる、本発明に係わる裏面構造のためには、セルの接触及び接続を簡略化するため、可撓性のフォイル又はプレートを用いることができる。フォイル又はプレートには、各々のコレクションバー又はコネクションバーを形成する金属性の条導体の形の配線構造がプリントされている。導電性の接着剤をソーラセル又はプリントされた条導体に局部的に塗布した後に、ソーラセルをこのような導体プレート又は導体フォイルに付ける。接着剤は、通常、エポキシマトリックス状態にある金属粒子からなる。本発明に係わるこの方法は、個々のセルの組立によるモジュールの形成の著しい簡略化を意味し、モジュール製造の問題のない自動化を可能にする。
【０１２４】
コンタクトフィンガに垂直に延びている各々のコレクションバー（金属帯）が、突出部の両側で異なった電位にある第１及び第２のコンタクト（メタルフィンガ）を短絡しないように、従って、一方の格子構造のみが接触されるように、他方の格子構造を、コレクションバーの箇所で中断しなければならない。このことは、本発明により、好ましくは適切な遮光によって、好ましくは半導体基板の直前に設けられたワイヤ又は金属帯によって、しかも、第１及び第２のコンタクトを形成するための金属の斜め蒸着中に、なされる。このことは特別な利点である。何故ならば、真空中に金属蒸着が適切な方向になされ、かくて、メタルフィンガの非常に限定された中断がなされるからである。
【０１２５】
前側のための二重コンタクト装置の好都合な使用は、別基板上の薄層ソーラセルのためにある（Ｒ・リューデマン等、第２６回ＩＥＥＥＤＶＳＣの議事録（１９９７）１５９頁）。この場合、半導体と基板の間の裏面金属の存在を考慮することなく、半導体材料を、最適な条件下で、導電性又は非導電性の基板に直接蒸着することができる。薄層ソーラセルのために、本発明に係わる装置を、光に向いた側に実現することができるように、図に示したトレンチ構造を基板に入れて、その上に、場合によっては中間層の蒸着後に、半導体層を製造する。かくて、薄層ソーラセルにとって、本発明に係わる上記すべての利点、例えば、真空中での斜め蒸着による２つのコンタクトの蒸着、エミッタ領域とベース領域の問題のない分離、シリコンの場合には、コンタクト材料としての安価なアルミニウムの使用、二重コンタクト構造であるのにコンタクトによる僅かな遮光、一側でのソーラセルの簡単な接触、集積回路等を利用することが可能である。
【０１２６】
薄層ソーラセルでは、この場合、構造（突出部）は半導体基板自体に形成されていない。何故ならば、半導体基板は適切に構造化された支持体に取り付けられるからである。しかし、このことに関係なく、定められた突出部の構造によって、第１及び第２のコンタクトを前記の方法で基板に蒸着し形成することができる。従って、ここまで開示された特徴は、これ以上説明する必要なしに、薄層ソーラセルの前側コンタクト形成に当て嵌まる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】裏側の突出部を有するソーラセルの原理図を示している。
【図２】ソーラセルの、裏側の突出部の実施の形態を示している。
【図３】ソーラセルの、裏側の突出部の他の実施の形態を示している。
【図４】ソーラセルの、裏側の突出部の他の実施の形態を示している。
【図５】ソーラセルの、裏側の突出部の他の実施の形態を示している。
【図６】ソーラセルの裏面コンタクトの第１の実施の形態を示している。
【図７】ソーラセルの裏面コンタクトの第２の実施の形態を示している。
【図８】ソーラセルの裏面コンタクトの第３の実施の形態を示している。
【図９】コンタクトを有するソーラセルの、裏側の突出部の、その図を示している。
【図１０】テクスチャリングを有するソーラセルの、裏側の突出部を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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