(57)【要約】【課題】裏面接合型の光電変換素子において、優れた変換効率を有する構成を得る。【解決手段】光電変換素子の製造方法は、単結晶シリコン基板１０の導電型と同じ導電型を有する第１ドーパントを供給する第１ドーパント源２１と、前記単結晶シリコン基板１０の導電型と反対の導電型を有する第２ドーパントを供給する第２ドーパント源４２とが前記単結晶シリコン基板１０の片面に接して形成された基板１を準備する工程と、前記基板１を熱処理して前記第１および第２ドーパントを前記単結晶シリコン基板１０に拡散する第１熱処理工程と、幅が狭くなるように前記第２ドーパント源４２を少なくともエッチングするパターニング工程と、前記パターニング工程後の基板を、前記第１熱処理工程よりも高い温度および／または長い時間で熱処理して前記第２ドーパントを少なくとも前記単結晶シリコン基板１０へ拡散する第２熱処理工程とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第１ドーパントを供給する第１ドーパント源と、前記単結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する第２ドーパントを供給する第２ドーパント源とが前記単結晶シリコン基板の片面に接して形成された基板を準備する工程と、
前記基板を熱処理して前記第１および第２ドーパントを前記単結晶シリコン基板に拡散する第１熱処理工程と、
幅が狭くなるように前記第２ドーパント源を少なくともエッチングするパターニング工程と、
前記パターニング工程後の基板を、前記第１熱処理工程よりも高い温度および／または長い時間で熱処理して前記第２ドーパントを少なくとも前記単結晶シリコン基板へ拡散する第２熱処理工程とを備える、光電変換素子の製造方法。
【請求項２】
前記パターニング工程において、前記第１ドーパント源を完全に除去する、請求項１に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項３】
前記基板を準備する工程は、
前記単結晶シリコン基板の前記片面を覆って、前記第１ドーパント源を形成する工程と、
前記第１ドーパント源の一部を除去する工程と、
前記単結晶シリコン基板および前記第１ドーパント源を覆って、前記第２ドーパント源を形成する工程とを備え、
前記第１ドーパント源の厚さが１００ｎｍ以上である、請求項１または２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項４】
前記基板を準備する工程は、
前記単結晶シリコン基板の前記片面を覆って、前記第１ドーパント源を形成する工程と、
前記第１ドーパント源を覆って、第１拡散バリア層を形成する工程と、
前記第１ドーパント源および前記第１拡散バリア層の一部を除去する工程と、
前記単結晶シリコン基板および前記第１拡散バリア層を覆って、前記第２ドーパント源を形成する工程とを備える、請求項１または２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項５】
前記基板を準備する工程は、
前記第２ドーパント源を覆って、第２拡散バリア層を形成する工程をさらに備える、請求項３または４に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項６】
前記基板を準備する工程は、
前記単結晶シリコン基板の前記片面を覆って、前記第２ドーパント源を形成する工程と、
前記第２ドーパント源の一部を除去する工程と、
前記単結晶シリコン基板および前記第２ドーパント源を覆って、前記第１ドーパント源を形成する工程とを備え、
前記第２ドーパント源の厚さが１００ｎｍ以上である、請求項１または２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項７】
前記基板を準備する工程は、
前記単結晶シリコン基板の前記片面を覆って、前記第２ドーパント源を形成する工程と、
前記第２ドーパント源を覆って、第１拡散バリア層を形成する工程と、
前記第２ドーパント源および前記第１拡散バリア層の一部を除去する工程と、
前記単結晶シリコン基板および前記第１拡散バリア層を覆って、前記第１ドーパント源を形成する工程とを備える、請求項１または２に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項８】
前記基板を準備する工程は、
前記第１ドーパント源を覆って、第２拡散バリア層を形成する工程をさらに備える、請求項６または７に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１拡散バリア層は、ノンドープシリコンガラス膜である、請求項４または７に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第２拡散バリア層は、ノンドープシリコンガラス膜である、請求項５または８に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第１ドーパント源は、リンドープシリコンガラス膜であり、
前記第２ドーパント源は、硼素ドープシリコンガラス膜である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第１ドーパント源は、硼素ドープシリコンガラス膜であり、
前記第２ドーパント源は、リンドープシリコンガラス膜である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１３】
前記単結晶シリコン基板は、ｎ型単結晶シリコン基板である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１４】
前記単結晶シリコン基板は、ｐ型単結晶シリコン基板である、請求項１〜１０、および１２のいずれか一項に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１５】
第１拡散領域と、第２拡散領域とを片面に有する単結晶シリコン基板と、
前記単結晶シリコン基板の前記片面に設けられた第１および第２電極とを備え、
前記第１拡散領域は、前記単結晶シリコン基板と同じ導電型であり、第１濃度領域と、前記第１濃度領域よりもドーパント濃度の高い第２濃度領域とを有し、
前記第２拡散領域は、前記単結晶シリコン基板と異なる導電型であり、第３濃度領域と、前記第３濃度領域よりもドーパント濃度の高い第４濃度領域とを有し、
前記第１電極は、前記第２濃度領域に接しており、
前記第２電極は、前記第４濃度領域に接しており、
前記第４濃度領域のドーパント濃度は、前記第２濃度領域のドーパント濃度よりも高い、光電変換素子。
【請求項１６】
第１拡散領域と、第２拡散領域とを片面に有する単結晶シリコン基板と、
前記第１拡散領域に接して形成された第１電極と、
前記第２拡散領域に接して形成された第２電極と、
前記第２電極の周りに形成された第１構造体とを備え、
前記第１拡散領域は、前記単結晶シリコン基板と同じ導電型であり、
前記第２拡散領域は、前記単結晶シリコン基板と異なる導電型であり、第１濃度領域と、前記第１濃度領域よりもドーパント濃度の高い第２濃度領域とを有し、
前記第１構造体は、前記第２拡散領域と同じ導電型のドーパントを供給する第１ドーパント源を含んでいる、光電変換素子。
【請求項１７】
前記第１電極の周りに形成された第２構造体をさらに備え、
前記第１拡散領域は、第３濃度領域と、前記第３濃度領域よりもドーパント濃度の高い第４濃度領域とを有し、
前記第２構造体は、前記第１拡散領域と同じ導電型のドーパントを供給する第２ドーパント源を含んでいる、請求項１６に記載の光電変換素子。
【請求項１８】
前記第１ドーパント源は、硼素ドープシリコンガラス膜であり、
前記第２ドーパント源は、リンドープシリコンガラス膜である、請求項１７に記載の光電変換素子。
【請求項１９】
前記第１ドーパント源は、リンドープシリコンガラス膜であり、
前記第２ドーパント源は、硼素ドープシリコンガラス膜である、請求項１７に記載の光電変換素子。
【請求項２０】
前記単結晶シリコン基板は、ｎ型単結晶シリコン基板である、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の光電変換素子。
【請求項２１】
前記単結晶シリコン基板は、ｐ型単結晶シリコン基板である、請求項１６、１７および１９のいずれか一項に記載の光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子および光電変換素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、受光面には電極を形成せず、裏面にｐ電極およびｎ電極を形成した裏面接合型太陽電池が知られている。
【０００３】
特許文献１には、裏面接合型太陽電池の製造方法が記載されている。この製造方法の概略は、次の通りである。まず、太陽電池に加工される基板を準備する。この基板の一方の面に、ｐ型およびｎ型ドーパント源を堆積する。そして、これらのドーパント源からドーパントを拡散させて、基板にｐ型およびｎ型拡散領域を形成する。
【０００４】
また、上記文献には、複数のドーパント源を利用して、様々なドーパント濃度の拡散領域を形成できる、と記載されている。
【０００５】
特許文献２には、高濃度ドーパント拡散領域および低濃度ドーパント拡散領域を所望の位置に安定して形成することが可能な太陽電池の製造方法が記載されている。この製造方法の概略は、次の通りである。まず、基板の表面上にｐ型またはｎ型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する。続いて、ドーパント拡散剤の表面上に開口部と圧膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する。そして、拡散抑制マスクが形成されたドーパント拡散剤から、半導体基板の表面にドーパントを拡散させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−５２１８０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０５９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、裏面接合型の光電変換素子において、優れた変換効率を有する構成を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一実施態様にかかる光電変換素子の製造方法は、単結晶シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第１ドーパントを供給する第１ドーパント源と、前記単結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する第２ドーパントを供給する第２ドーパント源とが前記単結晶シリコン基板の片面に接して形成された基板を準備する工程と、前記基板を熱処理して前記第１および第２ドーパントを前記単結晶シリコン基板に拡散する第１熱処理工程と、幅が狭くなるように前記第２ドーパント源を少なくともエッチングするパターニング工程と、前記パターニング工程後の基板を、前記第１熱処理工程よりも高い温度および／または長い時間で熱処理して前記第２ドーパントを少なくとも前記単結晶シリコン基板へ拡散する第２熱処理工程とを備える（光電変換素子の製造方法の第１の態様）。
【０００９】
この発明の一実施形態にかかる光電変換素子は、第１拡散領域と、第２拡散領域とを片面に有する単結晶シリコン基板と、前記単結晶シリコン基板の前記片面に設けられた第１および第２電極とを備える。前記第１拡散領域は、前記単結晶シリコン基板と同じ導電型であり、第１濃度領域と、前記第１濃度領域よりもドーパント濃度の高い第２濃度領域とを有する。前記第２拡散領域は、前記単結晶シリコン基板と異なる導電型であり、第３濃度領域と、前記第３濃度領域よりもドーパント濃度の高い第４濃度領域とを有する。前記第１電極は、前記第２濃度領域に接しており、前記第２電極は、前記第４濃度領域に接している。そして、前記第４濃度領域のドーパント濃度は、前記第２濃度領域のドーパント濃度よりも高い（光電変換素子の第１の構成）。
【００１０】
この発明の他の実施形態にかかる光電変換素子は、第１拡散領域と、第２拡散領域とを片面に有する単結晶シリコン基板と、前記単結晶シリコン基板の前記片面に設けられた第１および第２電極と、前記第２電極の周りに形成された第１構造体とを備える。前記第１拡散領域は、前記単結晶シリコン基板と同じ導電型である。前記第２拡散領域は、前記単結晶シリコン基板と異なる導電型であり、第１濃度領域と、前記第１濃度領域よりもドーパント濃度の高い第２濃度領域とを有する。前記第１構造体は、前記第２拡散領域と同じ導電型のドーパントを供給する第１ドーパント源を含んでいる（光電変換素子の第２の構成）。
【発明の効果】
【００１１】
上記の光電変換素子の製造方法の態様によれば、第２熱処理工程は、第１熱処理工程よりも、高い温度および／または長い時間で行われる。そのため、第２熱処理工程で形成された拡散領域は、第１熱処理工程で形成された拡散領域よりも、ドーパント濃度が高い。これにより、コンタクト領域では拡散領域のドーパント濃度が低下することによるコンタクト抵抗の増加を防止でき、同時にコンタクト領域以外の領域ではドーパント濃度が増加することによる、表面再結合の増加を防止することができる。したがって、光電変換素子は、優れた変換効率を有する。
【００１２】
上記の光電変換素子の第１の構成によれば、第４濃度領域のドーパント濃度は、第２濃度領域のドーパント濃度よりも高い。第４濃度領域は、単結晶シリコン基板と異なる導電型である。第４濃度領域のドーパント濃度が高いことにより、ｐｎ接合の内部電界が高くなる。そのため、光生成された電子と正孔とが分離されやすくなり、短絡光電流が増加する。したがって、光電変換素子は、優れた変換効率を有する。
【００１３】
上記の光電変換素子の第２の構成によれば、第２拡散領域に、第１ドーパント源によって、第１濃度領域と、第１濃度領域よりもドーパント濃度の高い第２濃度領域とが形成されている。第２拡散領域は、基板の導電型と異なる導電型である。この構成により、少数キャリアを収集する電極のコンタクト抵抗を低下させることができる。したがって、光電変換素子は、優れた変換効率を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光電変換素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態にかかる光電変換素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態の変形例にかかる光電変換素子の製造方法の、基板準備工程を、模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態にかかる光電変換素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４の実施形態にかかる光電変換素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第５の実施形態にかかる光電変換素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第５の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第５の実施形態にかかる光電変化素子の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の変形例にかかる光電変化素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の変形例にかかる光電変化素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の変形例にかかる光電変化素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の変形例にかかる光電変化素子の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光電変換素子１０１の構成を模式的に示す断面図である。光電変換素子１０１は、単結晶シリコン基板（以下、基板という）１０と、反射防止膜７０と、基板１０の片面に設けられたコンタクト電極９１ａ，９１ｂとを備えている。
【００１７】
本実施形態では、基板１０はｎ型の単結晶シリコン基板である。基板１０の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１００〜３００μｍである。より好ましくは、１００〜２００μｍである。
【００１８】
コンタクト電極９１ａ，９１ｂは、例えば銀等の金属である。
【００１９】
基板１０の、コンタクト電極９１ａ，９１ｂが形成された面と反対側の面には、ランダムなピラミッド型の凹凸からなるテクスチャ構造１０ａが形成されている。テクスチャ構造１０ａは、基板１０に入射した光を閉じ込めて、光の利用率を高める。
【００２０】
以下では、基板１０の、テクスチャ構造１０ａが形成されている側の面を受光面、コンタクト電極９１ａ，９１ｂが形成されている側の面を裏面と呼んで参照する。
【００２１】
基板１０の裏面には、ｎ型拡散領域１０ｂとｐ型拡散領域１０ｃとが形成されている。ｎ型拡散領域１０ｂのドーパント濃度は、例えば１０１８〜１０１９ｃｍ−３である。ｐ型拡散領域１０ｃのドーパント濃度は、例えば１０１８〜１０１９ｃｍ−３である。ｎ型拡散領域１０ｂのドーパント濃度とｐ型拡散領域１０ｃのドーパント濃度とは、異なっていても良い。
【００２２】
図１に示すように、ｐ型拡散領域１０ｃの面積は、ｎ型拡散領域１０ｂの面積よりも大きく形成されている。既述のとおり、基板１０はｎ型単結晶シリコン基板である。ｎ型拡散領域１０ｂの面積とｐ型拡散領域１０ｃの面積の和に対するｐ型拡散領域１０ｃの面積の割合（以下、ｐ型拡散領域１０ｃの面積率という）が高いほど、光生成された少数キャリア（正孔）が、ｐ型拡散領域１０ｃに到達するまでに移動しなくてはならない距離が減少する。そのため、ｐ型拡散領域１０ｃに到達するまでに再結合する正孔の数が減少し、短絡光電流が増加する。したがって、光電変換素子１０１の変換効率が向上する。好ましいｐ型拡散領域１０ｃの面積率は、６０〜８０％である。
【００２３】
また、あるｐ型拡散領域１０ｃから次のｐ型拡散領域１０ｃまでの間隔（ピッチ）は、狭いほど光電変換素子１０１の変換効率が向上する。そのため、ピッチは、狭いほど好ましい。ピッチは例えば、０．５〜２．５ｍｍである。
【００２４】
基板１０の受光面には、ｎ型拡散領域１０ｄが形成されている。ｎ型拡散領域１０ｄは、光生成された正孔が受光面側で再結合するのを防ぐＦＳＦ（表面電界障壁：Ｆｒｏｎｔ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）として機能する。
【００２５】
さらに、基板１０の裏面において、コンタクト電極９１ａと接する箇所には、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉが形成されている。同様に、基板１０の裏面において、コンタクト電極９１ｂと接する箇所には、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊが形成されている。高濃度ｎ型拡散領域１０ｉは、コンタクト電極９１ａよりも大きな面積に形成されていることが好ましい。高濃度ｐ型拡散領域１０ｊは、コンタクト電極９１ｂよりも大きな面積に形成されていることが好ましい。
【００２６】
高濃度ｎ型拡散領域１０ｉのドーパント濃度は、ｎ型拡散領域１０ｂのドーパント濃度よりも高く、例えば１０１９〜１０２０ｃｍ−３である。同様に、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊのドーパント濃度は、ｐ型拡散領域１０ｃのドーパント濃度よりも高く、例えば１０１９ｃｍ−３を超え１０２０ｃｍ−３以下である。
【００２７】
さらに、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊのドーパント濃度は、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉのドーパント濃度よりも、高い。
【００２８】
基板１０の受光面の最表面には、酸化膜１０ｇが形成されている。同様に、基板１０の裏面の最表面には、酸化膜１０ｈが形成されている。酸化膜１０ｇ，１０ｈの厚さは、例えば１０〜１００ｎｍである。
【００２９】
基板１０の受光面側の酸化膜１０ｇを覆って、反射防止膜７０が形成されている。反射防止膜７０は、例えば窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の膜である。反射防止膜７０の厚さは、例えば１０〜１００ｎｍであり、基板１０の受光面側の酸化膜１０ｇの厚さとの関係で調整されている。
【００３０】
［光電変換素子１０１の製造方法］
以下、図２および図３を参照して、光電変換素子１０１の製造方法を説明する。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、一方の面にテクスチャ構造１０ａを有する基板１０を準備する。テクスチャ構造１０ａは、基板１０の表面を、例えばアルカリ溶液等によりエッチングすることで形成される。
【００３２】
基板１０の裏面を覆って、ｎ型ドーパント源となるＰＳＧ（リンドープシリコンガラス：Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜２０を形成する。続いて、ＰＳＧ膜２０を覆って、拡散バリア層となるＮＳＧ（ノンドープシリコンガラス：Ｎｏｎｄｏｐｅ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜３０を形成する（図２（ｂ））。ＰＳＧ膜２０およびＮＳＧ膜３０は、例えば、ＡＰＣＶＤ（常圧ＣＶＤ：Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により形成される。
【００３３】
ＰＳＧ膜２０およびＮＳＧ膜３０の厚さは、特に限定されないが、例えば、それぞれ１０〜１０００ｎｍおよび１００〜１０００ｎｍである。ＰＳＧ膜２０およびＮＳＧ膜３０を形成後、これらの膜を安定化するために、低温でアニールを行っても良い。アニールは、ＰＳＧ膜２０中のリンが基板１０に拡散しない程度の温度で行うことが好ましい。アニールは、例えば、６５０℃で３０分間行う。
【００３４】
次に、図２（ｃ）に示すように、ＰＳＧ膜２０およびＮＳＧ膜３０の一部を除去して、ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１を形成する。ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１の形成は、例えば、フォトリソグラフィを利用したパターニングを用いることができる。フォトリソグラフィに代えて、印刷法によりマスクを形成して、パターニングを行っても良い。
【００３５】
パターニング後、例えばＲＣＡ洗浄を行って、表面の不純物やパーティクル等を完全に除去する。
【００３６】
次に、図２（ｄ）に示すように、ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１が形成された基板１０を熱処理して、基板１０の裏面にｎ型拡散領域１０ｂを形成する。熱処理は、不活性ガス雰囲気中で、例えば窒素雰囲気中で行う。他の熱処理条件は特に限定されないが、例えば８００℃で１時間行う。
【００３７】
ｎ型拡散領域１０ｂを形成後、ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１を、エッチングなどによって除去する。
【００３８】
次に、図２（ｅ）に示すように、ｐ型ドーパント源であるＢＳＧ（ボロンドープシリコンガラス：Ｂｏｒｏｎ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜４０、およびＮＳＧ膜５０を形成する。ＢＳＧ膜４０およびＮＳＧ膜５０は、ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１を形成したのと同様の手順で、成膜とパターニングを行って形成する。パターニング後は、ＲＣＡ洗浄を行う。
【００３９】
次に、図２（ｆ）に示すように、ＢＳＧ膜４０およびＮＳＧ膜５０が形成された基板１０を熱処理して、基板１０の裏面にｐ型拡散領域１０ｃを形成する。
【００４０】
この熱処理と連続して、図２（ｇ）に示すように、基板１０の受光面側にｎ型拡散領域１０ｄを形成する。ｎ型拡散領域１０ｄは、例えば、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、窒素、および酸素の混合ガス雰囲気で基板１０を熱処理することにより形成できる。他の熱処理条件は特に限定されないが、例えば７５０℃で３０分間行う。
【００４１】
ｐ型拡散領域１０ｃおよびｎ型拡散領域１０ｄを形成後、ＰＳＧ膜４０およびＮＳＧ膜５０を、エッチングなどによって除去する。
【００４２】
次に、図２（ｈ）に示すように、ＰＳＧ膜２２、およびＮＳＧ膜３２を形成する。ＰＳＧ膜２２およびＮＳＧ膜３２は、ｎ型拡散領域１０ｂ上に、ｎ型拡散領域１０ｂよりも小さい面積に形成する。ＰＳＧ膜２２およびＮＳＧ膜３２は、ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１を形成したのと同様の手順で、成膜とパターニングを行って形成する。
【００４３】
なお、このパターニングの前に、またはこのパターニングと同時に、受光面側にｎ型拡散領域１０ｄを形成する際にできるリンガラス層を除去するエッチングを行っても良い。
【００４４】
パターニング後、ＲＣＡ洗浄を行って、表面の不純物やパーティクル等を完全に除去する。このとき、フッ酸に溶解しない硼素化合物等が残留する場合がある。これを除去するため、酸素雰囲気で５５０℃程度に加熱して、硼素を酸化してから、再度フッ酸による洗浄を行っても良い。
【００４５】
次に、図３（ａ）に示すように、ＰＳＧ膜２２およびＮＳＧ膜３２が形成された基板１０を熱処理して、基板１０の裏面に高濃度ｎ型拡散領域１０ｉを形成する。この熱処理は、ｎ型拡散領域１０ｂを形成するための熱処理（図２（ｄ））よりも高い温度、例えば９５０℃で行う。これにより、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉのドーパント濃度は、ｎ型拡散領域１０ｂのドーパント濃度よりも高く形成される。
【００４６】
高濃度ｎ型拡散領域１０ｉを形成後、ＰＳＧ膜２２およびＮＳＧ膜３２を、エッチングなどによって除去する。
【００４７】
次に、図３（ｂ）に示すように、ＢＳＧ膜４１およびＮＳＧ膜５１を形成する。ＢＳＧ膜４１およびＮＳＧ膜５１は、ｐ型拡散領域１０ｃ上に、ｐ型拡散領域１０ｃよりも小さい面積に形成する。ＢＳＧ膜４１およびＮＳＧ膜５１は、ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１を形成したのと同様の手順で、成膜とパターニングを行って形成する。パターニング後は、ＲＣＡ洗浄を行う。
【００４８】
次に、図３（ｃ）に示すように、ＢＳＧ膜４１およびＮＳＧ膜５１が形成された基板１０を熱処理して、基板１０の裏面に高濃度ｐ型拡散領域１０ｊを形成する。この熱処理は、ｐ型拡散領域１０ｃを形成するための熱処理（図２（ｆ））よりも高い温度および／または長い時間で行う。
【００４９】
さらに、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊのドーパント濃度が、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉのドーパント濃度よりも高くなるように、ドーパント源の厚さおよび濃度、ならびに熱処理条件を調整する。具体的には、例えば、ＢＳＧ膜４１をＰＳＧ膜２２よりも厚く形成する。または、ＢＳＧ膜４１のドーパント濃度を、ＰＳＧ膜２２のドーパント濃度よりも高くする。あるいは、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊを形成するための熱処理（図３（ｃ））を、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉを形成するための熱処理（図３（ａ））よりも高い温度および／または長い時間で行う。これにより、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊのドーパント濃度は、ｐ型拡散領域１０ｃのドーパント濃度よりも高く、かつ、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉのドーパント濃度よりも高くなる。
【００５０】
この熱処理と連続して、炉内に酸素を導入してドライ酸化を行い、裏面のパッシベーション（不活性化）を行う。図３（ｄ）に示すように、ドライ酸化によって、基板１０の受光面および裏面にそれぞれ酸化膜１０ｇ，１０ｈが形成される。酸化条件は、例えば９５０℃で１０分間である。
【００５１】
次に、図３（ｅ）に示すように、受光面側に反射防止膜７０を形成する。反射防止膜７０は、例えばプラズマＣＶＤにより形成される。
【００５２】
次に、図３（ｆ）に示すように、コンタクトホール８１ａ，８１ｂを形成する。コンタクトホール８１ａは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈを開孔して、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉの一部が露出するように形成される。コンタクトホール８１ｂは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈを開孔して、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊの一部が露出するように形成される。コンタクトホール８１ａ，８１ｂは、例えばフォトリソグラフィにより形成される。
【００５３】
コンタクトホール８１ａの直径は、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉの幅よりも小さいことが好ましい。同様に、コンタクトホール８１ｂの直径は、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊの幅よりも小さいことが好ましい。
【００５４】
最後に、図３（ｇ）に示すように、コンタクト電極９１ａ，９１ｂを形成する。コンタクト電極９１ａは、コンタクトホール８１ａを通じて、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉと接触するように形成する。コンタクト電極９１ｂは、コンタクトホール８１ｂを通じて、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊと接触するように形成する。コンタクト電極９１ａ，９１ｂは、例えばスクリーン印刷法によって形成される。
【００５５】
以上、光電変換素子１０１の構成および製造方法を説明した。
【００５６】
光電変換素子１０１では、基板１０の裏面のコンタクト電極９１ａと接する箇所に、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉが形成されている。これにより、基板１０とコンタクト電極９１ａとのコンタクト抵抗が低減される。同様に、基板１０の裏面のコンタクト電極９１ｂと接する箇所に、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊが形成されている。これにより、基板１０とコンタクト電極９１ｂとのコンタクト抵抗が低減される。
【００５７】
本実施形態では、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊのドーパント濃度は、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉのドーパント濃度よりも、高く形成されている。高濃度ｐ型拡散領域１０ｊのドーパント濃度が高い方が、ｐｎ接合の内部電界が大きくなる。そのため、光生成された電子と正孔とが分離されやすくなり、短絡光電流が増加する。したがって、光電変換素子１０１の変換効率を向上できる。
【００５８】
また、基板１０の裏面の、コンタクト電極９１ａと接していない箇所に形成されたｎ型拡散領域１０ｂは、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉと比較して、ドーパント濃度が低い。同様に、基板１０の裏面の、コンタクト電極９１ｂと接していない箇所に形成されたｐ型拡散領域１０ｃは、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊと比較して、ドーパント濃度が低い。これにより、ｎ型拡散領域１０ｂと酸化膜１０ｈとの界面、および、ｐ型拡散領域１０ｃと酸化膜１０ｈとの界面における光生成キャリアの再結合が抑制される。
【００５９】
本実施形態では、ｎ型の単結晶シリコン基板を基板１０として用いた場合を説明した。しかし、基板１０はｐ型の単結晶シリコン基板であっても良い。この場合には、高濃度ｎ型拡散領域１０ｉのドーパント濃度が、高濃度ｐ型拡散領域１０ｊのドーパント濃度より高い。また、ｎ型拡散領域１０ｂの面積が、ｐ型拡散領域１０ｃよりも大きいことが好ましい。
【００６０】
本実施形態では、ＰＳＧ膜２０（２１）を覆ってＮＳＧ膜３０（３１）を形成する。同様に、ＢＳＧ膜４０を覆ってＮＳＧ膜５０を、ＰＳＧ膜２２を覆ってＮＳＧ膜３２を、ＢＳＧ膜４１を覆ってＮＳＧ膜５１を、それぞれ形成する。ＮＳＧ膜３０（３１），３２，５０，５１は、それぞれＰＳＧ膜２０（２１）、ＢＳＧ膜４０、ＰＳＧ膜２２、ＢＳＧ膜４１のドーパントが外部に拡散するのを防ぐ拡散バリア層として機能する。したがって、本実施形態のように、ＮＳＧ膜３０（３１），３２，５０，５１が形成されることが好ましい。しかし、これらは本発明の必須の構成要素ではない。すなわち、ＮＳＧ膜３０（３１），３２，５０，５１の一部または全部は、形成されなくても良い。
【００６１】
また、製造方法の一例として、ｎ型のドーパント源としてＰＳＧ膜を、ｐ型のドーパント源としてＢＳＧ膜を、拡散バリア層としてＮＳＧ膜を用いた例を説明した。ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＮＳＧ膜の組み合わせは、本発明を実施する上で好適な組み合わせであるが、本発明はこれに限定されない。ｎ型のドーパント源、ｐ型のドーパント源、および拡散バリア層は、種々の材料を用いることができる。
【００６２】
ｎ型のドーパント源としては、例えば、リン酸塩、酸化リン、五酸化二リン、リン酸または有機リン化合物等を用いることができる。ｐ型のドーパント源としては、例えば、酸化硼素、硼酸、有機硼素化合物、硼素アルミニウム化合物、有機アルミニウム化合物、またはアルミニウム塩等を用いることができる。拡散バリア層としては、例えば、酸化珪素、酸化窒素、酸窒化珪素、酸化チタンまたはこれらの前駆体等を用いることができる。
【００６３】
［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態にかかる光電変換素子１０２の構成を模式的に示す断面図である。光電変換素子１０２は、基板１０と、保護膜６０と、反射防止膜７０と、基板１０の片面に設けられたコンタクト電極９０ａ，９０ｂと、コンタクト電極９０ａの周りに形成された構造体９５ａと、コンタクト電極９０ｂの周りに形成された構造体９５ｂとを備えている。
【００６４】
光電変換素子１０２では、光電変換素子１０１と同様に、基板１０の裏面に、ｎ型拡散領域１０ｂと、ｐ型拡散領域１０ｃとが形成されている。光電変換素子１０１と同様に、ｐ型拡散領域１０ｃの面積は、ｎ型拡散領域１０ｂの面積よりも、大きく形成されている。
【００６５】
さらに、基板１０の裏面において、コンタクト電極９０ａと接する箇所には、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅが形成されている。同様に、基板１０の裏面において、コンタクト電極９０ｂと接する箇所には、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆが形成されている。高濃度ｎ型拡散領域１０ｅは、コンタクト電極９０ａよりも大きな面積に形成されていることが好ましい。高濃度ｐ型拡散領域１０ｆは、コンタクト電極９０ｂよりも大きな面積に形成されていることが好ましい。
【００６６】
高濃度ｎ型拡散領域１０ｅのドーパント濃度は、ｎ型拡散領域１０ｂのドーパント濃度よりも高い。また、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆのドーパント濃度は、ｐ型拡散領域１０ｃのドーパント濃度よりも高い。一方、光電変換素子１０２では、光電変換素子１０１とは異なり、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅのドーパント濃度と、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆのドーパント濃度との、高低関係は任意である。
【００６７】
光電変換素子１０２では、光電変換素子１０１と同様に、基板１０の受光面側に、ｎ型拡散領域１０ｄが形成されている。また、基板１０の受光面側の最表面には、酸化膜１０ｇが形成されている。基板１０の裏面側の最表面には、酸化膜１０ｈが形成されている。そして、基板１０の受光面側の酸化膜１０ｇを覆って、反射防止膜７０が形成されている。
【００６８】
コンタクト電極９０ａ，９０ｂは、コンタクト電極９１ａ，９１ｂと同様、銀などの金属である。
【００６９】
構造体９５ａは、ＰＳＧ膜２３、ＮＳＧ膜３３、ＢＳＧ膜４３ａ、およびＮＳＧ膜５３ａが、この順で積層されて形成されている。構造体９５ａは、酸化膜１０ｈを挟んで高濃度ｎ型拡散領域１０ｅの上に形成されている。構造体９５ａの面積は、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅの面積とほぼ等しい。ＰＳＧ膜２３およびＢＳＧ膜４３ａの厚さは、例えばそれぞれ１０〜１０００ｎｍである。ＮＳＧ膜３３およびＮＳＧ膜５３ａの厚さは、例えば、それぞれ１００〜１０００ｎｍである。ＰＳＧ膜２３とＢＳＧ膜４３ａとの厚さ、およびＮＳＧ膜３３とＮＳＧ膜５３ａとの厚さは、相互に異なっていても良い。
【００７０】
構造体９５ｂは、ＢＳＧ膜４３ｂおよびＮＳＧ膜５３ｂが、この順で積層されて形成されている。構造体９５ｂは、酸化膜１０ｈを挟んで高濃度ｐ型拡散領域１０ｆの上に形成されている。構造体９５ｂの面積は、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆの面積とほぼ等しい。ＢＳＧ膜４３ｂおよびＮＳＧ膜５３ｂの厚さは、例えば、それぞれ１０〜１０００ｎｍおよび１００〜１０００ｎｍである。
【００７１】
保護膜６０は、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、および構造体９５ａ，９５ｂを覆って形成されている。保護膜６０は、例えばＮＳＧ膜である。保護膜６０の厚さは、例えば１０〜１０００ｎｍである。
【００７２】
［光電変換素子１０２の製造方法］
以下、光電変換素子１０２の製造方法を説明する。本実施形態にかかる光電変換素子１０２の製造方法は、基板準備工程と、第１熱処理工程と、パターニング工程と、第２熱処理工程とを備える。
【００７３】
図５および図６は、本実施形態にかかる光電変換素子１０２の製造方法を、模式的に示す断面図である。まず、図５（ａ）〜図５（ｄ）を参照して、基板準備工程を説明する。
【００７４】
一方の面にテクスチャ構造１０ａを有する基板１０を準備する（図５（ａ））。基板１０の裏面に、ＰＳＧ膜２０およびＮＳＧ膜３０を形成する（図５（ｂ））。ＰＳＧ膜２０およびＮＳＧ膜３０を形成後、低温でアニールを行っても良い。ＰＳＧ膜２０およびＮＳＧ膜３０の一部を除去して、ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１を形成する（図５（ｃ））。
【００７５】
次に、図５（ｄ）に示すように、ＮＳＧ膜３１および基板１０の裏面を覆って、ＢＳＧ膜４２を形成する。続いて、ＢＳＧ膜４２を覆って、ＮＳＧ膜５２を形成する。ＢＳＧ膜４２およびＮＳＧ膜５２は、ＰＳＧ膜２０およびＮＳＧ膜３０と同様に、ＡＰＣＶＤにより形成することができる。ＢＳＧ膜４２およびＮＳＧ膜５２の厚さは、特に限定されないが、例えば、それぞれ１０〜１０００ｎｍおよび１００〜１０００ｎｍである。ＰＳＧ膜２１とＢＳＧ膜４２との厚さ、およびＮＳＧ膜３１とＮＳＧ膜５２との厚さは、互いに異なっていても良い。
【００７６】
なお、図５（ｄ）に示すように、ＢＳＧ膜４２の幅を、ＰＳＧ膜２１の幅よりも、広く形成することが好ましい。後述するように、ＰＳＧ膜２１をドーパント源としてｎ型拡散領域１０ｂが、ＢＳＧ膜４２をドーパント源としてｐ型拡散領域１０ｃが、基板１０内にそれぞれ形成されるためである（図５（ｅ）参照）。
【００７７】
以上の工程で、ＰＳＧ膜２１およびＢＳＧ膜４２が、基板１０の裏面に接して形成された基板１が準備された。この基板１の準備方法は例示である。基板１は、種々の方法により準備することができる。基板１を準備する他の例については後述する。
【００７８】
次に、図５（ｅ）を参照して、第１熱処理工程を説明する。基板１を熱処理して、ＰＳＧ膜２１中のリン、およびＢＳＧ膜４２中の硼素を、基板１０内に同時に拡散させる。熱処理は、不活性ガス雰囲気中で、例えば窒素雰囲気中で行う。他の熱処理条件は特に限定されないが、例えば８００℃で１時間行う。
【００７９】
この熱処理により、図５（ｅ）に示すように、基板１０のＰＳＧ膜２１に接している部分にｎ型拡散領域１０ｂが、基板１０のＢＳＧ膜４２に接している部分にｐ型拡散領域１０ｃが、それぞれ同時に形成される。
【００８０】
ここで、ＮＳＧ膜３１は、ＰＳＧ膜２１にＢＳＧ膜４２のドーパント（硼素）が混入するのを防ぐ拡散バリア層として機能する。同様に、ＮＳＧ膜５２は、ＢＳＧ膜４２のドーパント（硼素）が外部に拡散するのを防ぐ拡散バリア層として機能する。
【００８１】
リンと硼素とは、拡散のされやすさが異なる。同時拡散させても所定の特性が得られるように、ＰＳＧ膜２１およびＢＳＧ膜４２のドーパント濃度および／または膜厚を調整することが好ましい。
【００８２】
この熱処理と連続して、図５（ｆ）に示すように、基板１０の受光面側にｎ型拡散領域１０ｄを形成する。ｎ型拡散領域１０ｄは、例えば、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、窒素、および酸素の混合ガス雰囲気で基板１０を熱処理することにより形成できる。他の熱処理条件は特に限定されないが、例えば７５０℃で３０分間行う。
【００８３】
次に、図５（ｇ）を参照して、パターニング工程を説明する。図５（ｇ）に示すように、ＰＳＧ膜２１、ＮＳＧ膜３１、ＢＳＧ膜４２、およびＮＳＧ膜５２の一部を除去して、ＰＳＧ膜２３、ＮＳＧ膜３３、ＢＳＧ膜４３ａ、およびＮＳＧ膜５３ａからなる構造体９５ａと、ＢＳＧ膜４３ｂおよびＮＳＧ膜５３ｂからなる構造体９５ｂとを形成する。ここで、構造体９５ａは、ｎ型拡散領域１０ｂの上に形成される。そして、構造体９５ｂは、ｐ型拡散領域１０ｃの上に形成される。構造体９５ａ，９５ｂの形成は、例えば、フォトリソグラフィを利用したパターニングを用いることができる。
【００８４】
なお、このパターニングの前に、またはこのパターニングと同時に、受光面側にｎ型拡散領域１０ｄを形成する際にできるリンガラス層を除去するエッチングを行っても良い。
【００８５】
パターニング後、例えばＲＣＡ洗浄を行って、表面の不純物やパーティクル等を完全に除去する。このとき、フッ酸に溶解しない硼素化合物等が残留する場合がある。これを除去するため、酸素雰囲気で５５０℃程度に加熱して、硼素を酸化してから、再度フッ酸による洗浄を行っても良い。
【００８６】
図５（ｈ）に示すように、構造体９５ａ，９５ｂを形成後、構造体９５ａ，９５ｂ、露出した基板１０のｎ型拡散領域１０ｂおよびｐ型拡散領域１０ｃを覆って、保護膜６０を形成する。保護膜６０は例えば、ＡＰＣＶＤにより形成できる。
【００８７】
保護膜６０を形成後、保護膜６０を形成する際に受光面側に回り込んだＮＳＧ膜を除去するため、フッ酸洗浄を行っても良い。
【００８８】
次に、図６（ａ）を参照して、第２熱処理工程を説明する。上記の工程により、構造体９５ａ，９５ｂおよび保護膜６０が形成された基板を熱処理する。熱処理により、ＰＳＧ膜２３中のリン、およびＢＳＧ膜４３ｂ中の硼素を、基板１０内に拡散させる。この熱処理は、第１熱処理工程と同様に、不活性雰囲気で、例えば窒素雰囲気で行う。この熱処理は、第１熱処理工程よりも高い温度および／または長い時間で行う。この熱処理の条件は、例えば、９５０℃で１時間である。
【００８９】
この熱処理により、図６（ａ）に示すように、基板１０のＰＳＧ膜２３に接している部分に、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅが形成される。第２熱処理工程は、第１熱処理工程よりも、高い温度および／または長い時間で行われる。そのため、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅは、ｎ型拡散領域１０ｂよりも、ドーパント濃度が高く形成される。同様に、基板１０のＢＳＧ膜４３ｂに接している部分に、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆが形成される。高濃度ｐ型拡散領域１０ｆは、ｐ型拡散領域１０ｃよりも、ドーパント濃度が高く形成される。
【００９０】
第２熱処理工程と連続して、炉内に酸素を導入してドライ酸化を行い、裏面のパッシベーションを行う。図６（ｂ）に示すように、ドライ酸化によって、基板１０の受光面および裏面にそれぞれ酸化膜１０ｇ，１０ｈが形成される。酸化条件は、例えば９５０℃で１０分間である。
【００９１】
次に、図６（ｃ）に示すように、受光面側に反射防止膜７０を形成する。反射防止膜７０は、例えばプラズマＣＶＤにより形成される。
【００９２】
次に、図６（ｄ）に示すように、コンタクトホール８０ａ，８０ｂを形成する。コンタクトホール８０ａは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、構造体９５ａ、および保護膜６０を開孔して、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅが露出するように形成される。コンタクトホール８０ｂは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、構造体９５ｂ、および保護膜６０を開孔して、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆが露出するように形成される。コンタクトホール８０ａ，８０ｂは、例えばフォトリソグラフィにより形成される。
【００９３】
コンタクトホール８０ａの直径は、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅの幅よりも小さいことが好ましい。そのため、図６（ｄ）に示すように、構造体９５ａの中心付近に、構造体９５ａの幅よりも小さい直径のコンタクトホール８０ａが形成される。同様に、コンタクトホール８０ｂの直径は、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆの幅よりも小さいことが好ましい。そのため、構造体９５ｂの中心付近に、構造体９５ｂの幅よりも小さい直径のコンタクトホール８０ｂが形成される。
【００９４】
最後に、図６（ｅ）に示すように、コンタクト電極９０ａ，９０ｂを形成する。コンタクト電極９０ａは、コンタクトホール８０ａを通じて、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅと接触するように形成する。コンタクト電極９０ｂは、コンタクトホール８０ｂを通じて、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆと接触するように形成する。コンタクト電極９０ａ，９０ｂは、例えばスクリーン印刷法によって形成される。
【００９５】
以上、光電変換素子１０２の構成および製造方法を説明した。
【００９６】
本実施形態によれば、第１熱処理工程（図５（ｅ））において、ＰＳＧ膜２１およびＢＳＧ膜４２から、ドーパントを基板１０に同時に拡散させる。これにより、基板１０にｎ型拡散領域１０ｂおよびｐ型拡散領域１０ｃが同時に形成される。このとき、ＰＳＧ膜２１とＢＳＧ膜４２との間には、ＮＳＧ膜３１が形成されている。これにより、ＢＳＧ膜４２のドーパント（硼素）が、ＰＳＧ膜２１およびｎ型拡散領域１０ｂに混入することが防止される。
【００９７】
さらに、第２熱処理工程（図６（ａ））において、ＰＳＧ膜２３およびＢＳＧ膜４３ｂから、ドーパントを基板１０に同時に拡散させる。これにより、基板１０に高濃度ｎ型拡散領域１０ｅおよび高濃度ｐ型拡散領域１０ｆが同時に形成される。このとき、ＰＳＧ膜２３とＢＳＧ膜４３ａとの間には、ＮＳＧ膜３３が形成されている。これにより、ＢＳＧ膜４３ａのドーパント（硼素）が、ＰＳＧ膜２３および高濃度ｎ型拡散領域１０ｅに混入することが防止される。
【００９８】
これにより、コンタクト領域では拡散領域のドーパント濃度が低下することによる、コンタクト抵抗の増加を防止でき、同時にコンタクト領域以外の領域ではドーパント濃度が増加することによる、表面再結合の増加を防止することができる。したがって、光電変換素子１０２の変換効率を向上することができる。
【００９９】
また、低濃度のｎ型拡散領域、高濃度のｎ型拡散領域、低濃度のｐ型拡散領域、高濃度のｐ型拡散領域を個々に作製した場合、４回のパターニングが必要となる。これに対し、本実施形態による光電変換素子の製造方法では、拡散領域形成のためのパターニングは２回（図５（ｃ）および図５（ｇ））で良い。
【０１００】
そのため、製造工程を簡略化でき、製造コストを抑えることができる。
【０１０１】
本実施形態では、ＰＳＧ膜２０（２１，２３）を覆って、ＮＳＧ膜３０（３１，３３）を形成する。同様に、ＢＳＧ膜４２（４３ａ，４３ｂ）を覆ってＮＳＧ膜５２（５３ａ，５３ｂ）を形成する。上述のように、ＮＳＧ膜３１は、ＢＳＧ膜４２のドーパント（硼素）が、ＰＳＧ膜２１およびｎ型拡散領域１０ｂに混入することを防止する。また、ＮＳＧ膜３３は、ＢＳＧ膜４３ａのドーパント（硼素）が、ＰＳＧ膜２３および高濃度ｎ型拡散領域１０ｅに混入することを防止する。さらに、ＮＳＧ膜５３ａ，５３ｂは、ＢＳＧ膜４３ａ，４３ｂのドーパントが、外部に拡散するのを防止する。したがって、本実施形態のように、ＮＳＧ膜３０（３１，３３），５２（５３ａ，５３ｂ）が形成されることが好ましい。しかし、これらは本発明の必須の構成要素ではない。すなわち、ＮＳＧ膜３０（３１，３３），５２（５３ａ，５３ｂ）の一部または全部は、形成されなくても良い。
【０１０２】
ＮＳＧ膜３０（３１，３３）を形成しない場合には、ＰＳＧ膜２０（２１，２３）を厚く形成することが好ましい。ｎ型拡散領域１０ｂおよび高濃度ｎ型拡散領域１０ｅが、ＢＳＧ膜４２（４３ａ）の影響を受けないようにするためである。この場合、ＰＳＧ膜２０（２１，２３）の厚さは、例えば１００〜１０００ｎｍである。ＰＳＧ膜２０（２１，２３）の厚さが１００ｎｍ以上であれば、その上に直接ＢＳＧ膜４２（４３ａ）が形成されても、ＢＳＧ膜４２（４３ａ）のドーパントはＰＳＧ膜２０（２１，２３）を突き抜けることはなく、基板１０まで到達しない。
【０１０３】
本実施形態においても、ｎ型のドーパント源としてＰＳＧ膜を、ｐ型のドーパント源としてＢＳＧ膜を、拡散バリア層としてＮＳＧ膜を用いた例を説明した。ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＮＳＧ膜の組み合わせは、本発明を実施する上で好適な組み合わせであるが、本発明はこれに限定されない。ｎ型のドーパント源、ｐ型のドーパント源、および拡散バリア層は、種々の材料を用いることができる。
【０１０４】
なお、光電変換素子１０２においては、基板１０としてｐ型の単結晶シリコン基板を用いても良い。
【０１０５】
［光電変換素子１０２の製造方法の変形例］
以下では、光電変換素子１０２の製造方法の変形例について説明する。この製造方法は、先の実施形態と比較して、主に、基板準備工程が異なっている。
【０１０６】
図７は、本変形例にかかる光電変換素子の製造方法の、基板準備工程を、模式的に示す断面図である。図７（ａ）に示すように、先の実施形態と同様に、まず、基板１０を準備する。
【０１０７】
次に、図７（ｂ）に示すように、基板１０の裏面に、印刷法により、ｎ型ドーパント源２９およびｐ型ドーパント源４９を形成する。ｎ型ドーパント源２９とｐ型ドーパント源４９とは、同時に形成されても良いし、個別に形成されても良い。また、ｎ型ドーパント源２９とｐ型ドーパント源４９とは、厚さが異なっていても良い。
【０１０８】
印刷法は例えば、インクジェット法や、スクリーン印刷法等である。
【０１０９】
ｎ型ドーパント源２９は、例えば、リン酸塩、酸化リン、五酸化二リン、リン酸または有機リン化合物等を、溶剤で希釈したものを用いることができる。また、ｎ型ドーパント源２９には、増粘剤が添加されていても良い。ｐ型ドーパント源４９としては、例えば、酸化硼素、硼酸、有機硼素化合物、硼素アルミニウム化合物、有機アルミニウム化合物、またはアルミニウム塩等を、溶剤で希釈したものを用いることができる。また、ｐ型ドーパント源４９には、増粘剤が添加されていても良い。
【０１１０】
次に、図７（ｃ）に示すように、ｎ型ドーパント源２９およびｐ型ドーパント源４９を覆って、拡散バリア層３９を形成する。拡散バリア層３９は、例えばＮＳＧ膜である。拡散バリア層３９は、ＡＰＣＶＤで形成しても良いし、印刷法で形成しても良い。拡散バリア層３９は、ｎ型ドーパント源２９およびｐ型ドーパント源４９のドーパントが、外部に拡散するのを防止する。したがって、本実施形態のように、拡散バリア層３９を形成することが好ましい。しかし、拡散バリア層３９は本発明の必須の構成要素ではない。すなわち、拡散バリア層３９は形成されなくても良い。
【０１１１】
以上の工程で、ｎ型ドーパント源２９およびｐ型ドーパント源４９が、基板１０の裏面に接して形成された基板２が準備された。
【０１１２】
その後、先の実施形態と同様に、第１熱処理工程、パターニング工程、および第２熱処理工程等を行う。
【０１１３】
本実施の形態によっても、少ない工程で、低濃度の拡散領域と高濃度の拡散領域とを有し、変換効率に優れた光電変換素子を作製できる。
【０１１４】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態にかかる光電変換素子１０３の構成を模式的に示す断面図である。光電変換素子１０３は、光電変換素子１０２の構成から構造体９５ａを削除したものである。その結果、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅは削除され、コンタクト電極９０ａはｎ型拡散領域１０ｂに接する。
【０１１５】
［光電変換素子１０３の製造方法］
以下、光電変換素子１０３の製造方法を説明する。本実施形態にかかる光電変換素子１０３の製造方法は、基板準備工程と、第１熱処理工程と、パターニング工程と、第２熱処理工程とを備える。なお、光電変換素子１０２と同様の工程については、適宜説明を省略する。
【０１１６】
図９および図１０は、本実施形態にかかる光電変換素子１０３の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【０１１７】
まず、図９（ａ）に示すように、光電変換素子１０２と同様の工程（図５（ａ）〜図５（ｄ））により、ＰＳＧ膜２１およびＢＳＧ膜４２が基板１０の裏面に接して形成され、ＮＳＧ膜３１および５２を備えた基板１を準備する。
【０１１８】
次に、図９（ｂ）に示すように、第１熱処理工程を行う。第１熱処理工程の詳細は、光電変換素子１０２の場合と同様であるので、省略する。
【０１１９】
光電変換素子１０２の場合と同様に、第１熱処理と連続して、図９（ｃ）に示すように、基板１０の受光面側にｎ型拡散領域１０ｄを形成する。
【０１２０】
次に、図９（ｄ）を参照して、パターニング工程を説明する。図９（ｄ）に示すように、ＢＳＧ膜４２およびＮＳＧ膜５２の一部を除去してＢＳＧ膜４３ｂおよびＮＳＧ膜５３ｂからなる構造体９５ｂを形成する。光電変換素子１０２とは異なり、ＰＳＧ膜２１およびＮＳＧ膜３１は完全に除去される。構造体９５ｂは、ｐ型拡散領域１０ｃの上に形成される。構造体９５ｂの形成は、例えば、フォトリソグラフィを利用したパターニングを用いることができる。
【０１２１】
図９（ｅ）に示すように、構造体９５ｂを形成後、構造体９５ｂ、露出した基板１０のｎ型拡散領域１０ｂおよびｐ型拡散領域１０ｃを覆って、保護膜６０を形成する。保護膜６０は例えば、ＡＰＣＶＤにより形成できる。
【０１２２】
次に、図１０（ａ）を参照して、第２熱処理工程を説明する。上記の工程により、構造体９５ｂおよび保護膜６０が形成された基板を熱処理する。熱処理により、ＢＳＧ膜４３ｂ中の硼素を、基板１０内に拡散させる。この熱処理は、第１熱処理工程と同様に、不活性雰囲気で、例えば窒素雰囲気で行う。この熱処理は、第１熱処理工程よりも高い温度および／または長い時間で行う。この熱処理の条件は、例えば、９５０℃で１時間である。
【０１２３】
この熱処理により、図１０（ａ）に示すように、基板１０のＢＳＧ膜４３ｂに接している部分に、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆが形成される。第２熱処理工程は、第１熱処理工程よりも、高い温度および／または長い時間で行われる。そのため、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆは、ｐ型拡散領域１０ｃよりも、ドーパント濃度が高く形成される。
【０１２４】
第２熱処理工程と連続して、炉内に酸素を導入してドライ酸化を行い、裏面のパッシベーションを行う。図１０（ｂ）に示すように、ドライ酸化によって、基板１０の受光面および裏面にそれぞれ酸化膜１０ｇ，１０ｈが形成される。酸化条件は、例えば９５０℃で１０分間である。
【０１２５】
次に、図１０（ｃ）に示すように、受光面側に反射防止膜７０を形成する。反射防止膜７０は、例えばプラズマＣＶＤにより形成される。
【０１２６】
次に、図１０（ｄ）に示すように、コンタクトホール８０ａ，８０ｂを形成する。コンタクトホール８０ａは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、および保護膜６０を開孔して、ｎ型拡散領域１０ｂの一部が露出するように形成される。コンタクトホール８０ｂは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、構造体９５ｂ、および保護膜６０を開孔して、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆの一部が露出するように形成される。コンタクトホール８０ａ，８０ｂは、例えばフォトリソグラフィにより形成される。
【０１２７】
最後に、図１０（ｅ）に示すように、コンタクト電極９０ａ，９０ｂを形成する。コンタクト電極９０ａは、コンタクトホール８０ａを通じて、ｎ型拡散領域１０ｂと接触するように形成する。コンタクト電極９０ｂは、コンタクトホール８０ｂを通じて、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆと接触するように形成する。コンタクト電極９０ａ，９０ｂは、例えばスクリーン印刷法によって形成される。
【０１２８】
以上、光電変換素子１０３の構成および製造方法を説明した。
【０１２９】
本実施形態にかかる光電変換素子１０３の構成によれば、基板１０は、基板１０の導電型と異なる導電型の拡散領域であるｐ型拡散領域において、ｐ型拡散領域１０ｃと高濃度拡散領域１０ｆとを有する。そして、コンタクト電極９０ｂは、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆに接して形成されている。そのため、少数キャリアを収集するコンタクト電極９０ｂのコンタクト抵抗を低下させることができる。そのため、光電変換素子１０３の変換効率を向上できる。
【０１３０】
また、本実施形態にかかる光電変換素子１０３の製造方法によれば、拡散領域形成のためのパターニングは２回で良い。そのため、製造工程を簡略化でき、製造コストを抑えることができる。
【０１３１】
［第４の実施形態］
図１１は、本発明の第４の実施形態にかかる光電変換素子１０４の構成を模式的に示す断面図である。光電変換素子１０４は、光電変換素子１０２と比較して、構造体の構成が異なっている。より具体的には、光電変換素子１０４は、光電変換素子１０２の構造体９５ａおよび９５ｂを、それぞれ９５ｃおよび９５ｄに置き換えた構成となっている。
【０１３２】
構造体９５ｃは、ＰＳＧ膜２５ａおよびＮＳＧ膜３５ａが、この順で積層されて形成されている。構造体９５ｃは、酸化膜１０ｈを挟んで高濃度ｎ型拡散領域１０ｅの上に形成されている。構造体９５ｃの面積は、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅの面積とほぼ等しい。ＰＳＧ膜２５ａおよびＮＳＧ膜３５ａの厚さは、例えば、それぞれ１０〜１０００ｎｍおよび１００〜１０００ｎｍである。
【０１３３】
構造体９５ｄは、ＢＳＧ膜４６、ＮＳＧ膜５６、ＰＳＧ膜２５ｂ、およびＮＳＧ膜３５ｂが、この順で積層されて形成されている。構造体９５ｄは、酸化膜１０ｈを挟んで高濃度ｐ型拡散領域１０ｆの上に形成されている。構造体９５ｄの面積は、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆの面積とほぼ等しい。ＢＳＧ膜４６およびＰＳＧ膜２５ｂの厚さは、例えばそれぞれ１０〜１０００ｎｍである。ＮＳＧ膜５６およびＮＳＧ膜３５ｂの厚さは、例えば、それぞれ１００〜１０００ｎｍである。ＢＳＧ膜４６とＰＳＧ膜２５ｂとの厚さ、およびＮＳＧ膜５６とＮＳＧ膜３５ｂとの厚さは、相互に異なっていても良い。
【０１３４】
［光電変換素子１０４の製造方法］
以下、光電変換素子１０４の製造方法を説明する。本実施形態にかかる光電変換素子１０４の製造方法は、基板準備工程と、第１熱処理工程と、パターニング工程と、第２熱処理工程とを備える。なお、光電変換素子１０２と同様の工程については、適宜説明を省略する。
【０１３５】
図１２および図１３は、本実施形態にかかる光電変換素子１０４の製造方法を、模式的に示す断面図である。まず、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）を参照して、基板準備工程を説明する。
【０１３６】
一方の面にテクスチャ構造１０ａを有する基板１０を準備する（図１２（ａ））。基板１０の裏面に、ＢＳＧ膜４４およびＮＳＧ膜５４を形成する（図１２（ｂ））。ＢＳＧ膜４４およびＮＳＧ膜５４は、例えばＡＰＣＶＤにより形成できる。ＢＳＧ膜４４およびＮＳＧ膜５４の厚さは、特に限定されないが、例えば、それぞれ１０〜１０００ｎｍおよび１００〜１０００ｎｍである。ＢＳＧ膜４４およびＮＳＧ膜５４を形成後、低温でアニールを行っても良い。ＢＳＧ膜４４およびＮＳＧ膜５４の一部を除去して、ＢＳＧ膜４５およびＮＳＧ膜５５を形成する（図１２（ｃ））。
【０１３７】
次に、図１２（ｄ）に示すように、ＮＳＧ膜５５および基板１０の裏面を覆って、ＰＳＧ膜２４を形成する。続いて、ＰＳＧ膜２４を覆って、ＮＳＧ膜３４を形成する。ＰＳＧ膜２４およびＮＳＧ膜３４は、ＢＳＧ膜４４およびＮＳＧ膜５４と同様に、ＡＰＣＶＤにより形成することができる。ＰＳＧ膜２４およびＮＳＧ膜３４の厚さは、特に限定されないが、例えば、それぞれ１０〜１０００ｎｍおよび１００〜１０００ｎｍである。
【０１３８】
以上の工程で、ＰＳＧ膜２４およびＢＳＧ膜４５が、基板１０の裏面に接して形成された基板３が準備された。
【０１３９】
次に、図１２（ｅ）に示すように、第１熱処理工程を行う。第１熱処理工程の詳細は、光電変換素子１０２の場合と同様であるので、省略する。
【０１４０】
光電変換素子１０２の場合と同様に、第１熱処理と連続して、図１２（ｆ）に示すように、基板１０の受光面側にｎ型拡散領域１０ｄを形成する。
【０１４１】
次に、図１２（ｇ）を参照して、パターニング工程を説明する。図１２（ｇ）に示すように、ＰＳＧ膜２４、ＮＳＧ膜３４、ＢＳＧ膜４５、およびＮＳＧ膜５５の一部を除去して、ＰＳＧ膜２５ａおよびＮＳＧ膜３５ａからなる構造体９５ｃと、ＢＳＧ膜４６、ＮＳＧ膜５６、ＰＳＧ膜２５ｂおよびＮＳＧ膜３５ｂからなる構造体９５ｄとを形成する。ここで、構造体９５ｃは、ｎ型拡散領域１０ｂの上に形成される。そして、構造体９５ｄは、ｐ型拡散領域１０ｃの上に形成される。構造体９５ａ，９５ｂの形成は、例えば、フォトリソグラフィを利用したパターニングを用いることができる。
【０１４２】
図１２（ｈ）に示すように、構造体９５ｃ，９５ｄを形成後、構造体９５ｃ，９５ｄ、露出した基板１０のｎ型拡散領域１０ｂおよびｐ型拡散領域１０ｃを覆って、保護膜６０を形成する。保護膜６０は例えば、ＡＰＣＶＤにより形成できる。
【０１４３】
次に、図１３（ａ）を参照して、第２熱処理工程を説明する。上記の工程により、構造体９５ｃ，９５ｄおよび保護膜６０が形成された基板を熱処理する。熱処理により、ＰＳＧ膜２５ａ中のリン、ＢＳＧ膜４６中の硼素を、基板１０内に拡散させる。この熱処理は、第１熱処理工程と同様に、不活性雰囲気で、例えば窒素雰囲気で行う。この熱処理は、第１熱処理工程よりも高い温度および／または長い時間で行う。この熱処理の条件は、例えば、９５０℃で１時間である。
【０１４４】
この熱処理により、図１３（ａ）に示すように、基板１０のＰＳＧ膜２５ａに接している部分に、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅが形成される。第２熱処理工程は、第１熱処理工程よりも、高い温度および／または長い時間で行われる。そのため、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅは、ｎ型拡散領域１０ｂよりも、ドーパント濃度が高く形成される。同様に、基板１０のＢＳＧ膜４６に接している部分に、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆが形成される。高濃度ｐ型拡散領域１０ｆは、ｐ型拡散領域１０ｃよりも、ドーパント濃度が高く形成される。
【０１４５】
第２熱処理工程と連続して、炉内に酸素を導入してドライ酸化を行い、裏面のパッシベーションを行う。図１３（ｂ）に示すように、ドライ酸化によって、基板１０の受光面および裏面にそれぞれ酸化膜１０ｇ，１０ｈが形成される。酸化条件は、例えば９５０℃で１０分間である。
【０１４６】
次に、図１３（ｃ）に示すように、受光面側に反射防止膜７０を形成する。反射防止膜７０は、例えばプラズマＣＶＤにより形成される。
【０１４７】
次に、図１３（ｄ）に示すように、コンタクトホール８０ａ，８０ｂを形成する。コンタクトホール８０ａは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、構造体９５ｃ、および保護膜６０を開孔して、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅの一部が露出するように形成される。コンタクトホール８０ｂは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、構造体９５ｄ、および保護膜６０を開孔して、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆの一部が露出するように形成される。コンタクトホール８０ａ，８０ｂは、例えばフォトリソグラフィにより形成される。
【０１４８】
最後に、図１３（ｅ）に示すように、コンタクト電極９０ａ，９０ｂを形成する。コンタクト電極９０ａは、コンタクトホール８０ａを通じて、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅと接触するように形成する。コンタクト電極９０ｂは、コンタクトホール８０ｂを通じて、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆと接触するように形成する。コンタクト電極９０ａ，９０ｂは、例えばスクリーン印刷法によって形成される。
【０１４９】
以上、光電変換素子１０４の構成および製造方法を説明した。
【０１５０】
本実施形態にかかる光電変換素子１０４の構成によっても、コンタクト領域では拡散領域のドーパント濃度が低下することによる、コンタクト抵抗の増加を防止でき、同時にコンタクト領域以外の領域ではドーパント濃度が増加することによる、表面再結合の増加を防止することができる。したがって、光電変換素子１０４の変換効率を向上することができる。
【０１５１】
また、本実施形態にかかる光電変換素子１０４の製造方法によれば、拡散領域形成のためのパターニングは２回で良い。そのため、製造工程を簡略化でき、製造コストを抑えることができる。
【０１５２】
［第５の実施形態］
図１４は、本発明の第５の実施形態にかかる光電変換素子１０５の構成を模式的に示す断面図である。光電変換素子１０５は、光電変換素子１０４の構成から、構造体９５ｃを削除したものである。その結果、高濃度ｎ型拡散領域１０ｅが削除され、コンタクト電極９０ａがｎ型拡散領域１０ｂに接する。
【０１５３】
［光電変換素子１０５の製造方法］
以下、光電変換素子１０５の製造方法を説明する。本実施形態にかかる光電変換素子１０５の製造方法は、基板準備工程と、第１熱処理工程と、パターニング工程と、第２熱処理工程とを備える。なお、光電変換素子１０４と同様の工程については、適宜説明を省略する。
【０１５４】
図１５および図１６は、本実施形態にかかる光電変換素子１０５の製造方法を、模式的に示す断面図である。
【０１５５】
まず、図１５（ａ）に示すように、光電変換素子１０４と同様の工程（図１２（ａ）〜図１２（ｄ））により、ＰＳＧ膜２４およびＢＳＧ膜４５が基板１０の裏面に接して形成され、ＮＳＧ膜３４およびＮＳＧ膜５５を備えた基板３を準備する。
【０１５６】
次に、図１５（ｂ）に示すように、第１熱処理工程を行う。第１熱処理工程の詳細は、光電変換素子１０４の場合と同様であるので、省略する。
【０１５７】
光電変換素子１０４の場合と同様に、第１熱処理と連続して、図１５（ｃ）に示すように、基板１０の受光面側にｎ型拡散領域１０ｄを形成する。
【０１５８】
次に、図１５（ｄ）を参照して、パターニング工程を説明する。図１５（ｄ）に示すように、ＰＳＧ膜２４、ＮＳＧ膜３４、ＢＳＧ膜４５、およびＮＳＧ膜５５の一部を除去して、ＢＳＧ膜４６、ＮＳＧ膜５６、ＰＳＧ膜２５ｂ、およびＮＳＧ膜３５ｂからなる構造体９５ｄを形成する。構造体９５ｄは、ｐ型拡散領域１０ｃの上に形成される。構造体９５ｄの形成は、例えば、フォトリソグラフィを利用したパターニングを用いることができる。
【０１５９】
図１５（ｅ）に示すように、構造体９５ｄを形成後、構造体９５ｄ、露出した基板１０のｎ型拡散領域１０ｂおよびｐ型拡散領域１０ｃを覆って、保護膜６０を形成する。保護膜６０は例えば、ＡＰＣＶＤにより形成できる。
【０１６０】
次に、図１６（ａ）を参照して、第２熱処理工程を説明する。上記の工程により、構造体９５ｄおよび保護膜６０が形成された基板を熱処理する。熱処理により、ＢＳＧ膜４６ｂ中の硼素を、基板１０内に拡散させる。この熱処理は、第１熱処理工程と同様に、不活性雰囲気で、例えば窒素雰囲気で行う。この熱処理は、第１熱処理工程よりも高い温度および／または長い時間で行う。この熱処理の条件は、例えば、９５０℃で１時間である。
【０１６１】
この熱処理により、図１６（ａ）に示すように、基板１０のＢＳＧ膜４６に接している部分に、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆが形成される。第２熱処理工程は、第１熱処理工程よりも、高い温度および／または長い時間で行われる。そのため、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆは、ｐ型拡散領域１０ｃよりも、ドーパント濃度が高く形成される。
【０１６２】
第２熱処理工程と連続して、炉内に酸素を導入してドライ酸化を行い、裏面のパッシベーションを行う。図１６（ｂ）に示すように、ドライ酸化によって、基板１０の受光面および裏面にそれぞれ酸化膜１０ｇ，１０ｈが形成される。酸化条件は、例えば９５０℃で１０分間である。
【０１６３】
次に、図１６（ｃ）に示すように、受光面側に反射防止膜７０を形成する。反射防止膜７０は、例えばプラズマＣＶＤにより形成される。
【０１６４】
次に、図１６（ｄ）に示すように、コンタクトホール８０ａ，８０ｂを形成する。コンタクトホール８０ａは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、および保護膜６０を開孔して、ｎ型拡散領域１０ｂの一部が露出するように形成される。コンタクトホール８０ｂは、基板１０の裏面側の酸化膜１０ｈ、構造体９５ｄ、および保護膜６０を開孔して、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆの一部が露出するように形成される。コンタクトホール８０ａ，８０ｂは、例えばフォトリソグラフィにより形成される。
【０１６５】
最後に、図１６（ｅ）に示すように、コンタクト電極９０ａ，９０ｂを形成する。コンタクト電極９０ａは、コンタクトホール８０ａを通じて、ｎ型拡散領域１０ｂと接触するように形成する。コンタクト電極９０ｂは、コンタクトホール８０ｂを通じて、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆと接触するように形成する。コンタクト電極９０ａ，９０ｂは、例えばスクリーン印刷法によって形成される。
【０１６６】
以上、光電変換素子１０５の構成および製造方法を説明した。
【０１６７】
本実施形態にかかる光電変換素子１０５の構成によれば、基板１０は、基板１０の導電型と異なる導電型の拡散領域であるｐ型拡散領域において、ｐ型拡散領域１０ｃと高濃度拡散領域１０ｆとを有する。そして、コンタクト電極９０ｂは、高濃度ｐ型拡散領域１０ｆに接して形成されている。そのため、少数キャリアを収集するコンタクト電極９０ｂのコンタクト抵抗を低下させることができる。そのため、光電変換素子１０３の変換効率を向上できる。
【０１６８】
また、本実施形態にかかる光電変換素子１０５の製造方法によれば、拡散領域形成のためのパターニングは２回で良い。そのため、製造工程を簡略化でき、製造コストを抑えることができる。
【０１６９】
［その他の実施形態］
図１７〜図２０は、本発明の変形例にかかる光電変換素子１０６〜１１５の概略構成を模式的に示す断面図である。光電変換素子１０６〜１１５は、光電変換素子１０２〜１０５の構成から、構造体９５ａ〜９５ｄの構成のみを変更したものである。図を見易くするために、図１７〜図２０では、関連する構成のみを抜き出して示している。具体的には、コンタクト電極９０ａおよび９０ｂ、構造体９５ａ〜９５ｍ、および基板１０の構成の一部のみを図示し、例えば保護膜６０および反射防止膜７０等の図示は省略している。
【０１７０】
図１７を参照して、光電変換素子１０６〜１０８は、光電変換素子１０２（図４）の変形例である。光電変換素子１０６〜１０８によっても、光電変換素子１０２と同様の効果が得られる。
【０１７１】
図１７（ａ）を参照して、光電変換素子１０６は、光電変換素子１０２の構造体９５ａおよび９５ｂを、それぞれ構造体９５ｅおよび９５ｆに置き換えたものである。構造体９５ｅは、ＰＳＧ膜２３、ＮＳＧ膜３３、およびＢＳＧ膜４３ａが、この順で積層されたものである。構造体９５ｆは、ＢＳＧ膜４３ｂからなる。光電変換素子１０６は、光電変換素子１０２から、ＮＳＧ膜５３ａおよび５３ｂを削除したものである。光電変換素子１０６は、光電変換素子１０２の製造工程において、ＮＳＧ膜５２を形成する工程（図５（ｄ））を省略することによって得られる。
【０１７２】
図１７（ｂ）を参照して、光電変換素子１０７は、光電変換素子１０２の構造体９５ａを構造体９５ｇに置き換えたものである。構造体９５ｇは、ＰＳＧ膜２３、ＢＳＧ膜４３ａ、およびＮＳＧ膜５３ａが、この順で積層されたものである。光電変換素子１０７は、光電変換素子１０２から、ＮＳＧ膜３３を削除したものである。光電変換素子１０７は、光電変換素子１０２の製造工程において、ＮＳＧ膜３０を形成する工程（図５（ｂ））を省略することによって得られる。ＮＳＧ膜３０を形成しないため、ＰＳＧ膜２０（２３）の厚さは１００ｎｍ以上である。これによって、ＢＳＧ膜４３ａ中の硼素が熱処理工程（図６（ａ））において基板１０へ拡散するのを防止できる。
【０１７３】
図１７（ｃ）を参照して、光電変換素子１０８は、光電変換素子１０２の構造体９５ａおよび９５ｂを、それぞれ構造体９５ｈおよび９５ｆに置き換えたものである。構造体９５ｈは、ＰＳＧ膜２３およびＢＳＧ膜４３ａが、この順で積層されたものである。光電変換素子１０８は、光電変換素子１０２から、ＮＳＧ膜３３、５３ａ、および５３ｂを削除したものである。光電変換素子１０８は、光電変換素子１０２の製造工程において、ＮＳＧ膜３０を形成する工程（図５（ｂ））およびＮＳＧ膜５２を形成する工程（図５（ｄ））を省略することによって得られる。ＮＳＧ膜３０を形成しないため、ＰＳＧ膜２０（２３）の厚さは１００ｎｍ以上である。これによって、ＢＳＧ膜４３ａ中の硼素が熱処理工程（図６（ａ））において基板１０へ拡散するのを防止できる。
【０１７４】
図１８を参照して、光電変換素子１０９は、光電変換素子１０３（図８）の変形例である。光電変換素子１０９によっても、光電変換素子１０３と同様の効果が得られる。
【０１７５】
光電変換素子１０９は、光電変換素子１０３の構造体９５ｂを、構造体９５ｆに置き換えたものである。光電変換素子１０９は、光電変換素子１０３から、ＮＳＧ膜５３ｂを削除したものである。光電変換素子１０９は、光電変換素子１０３の製造工程において、ＮＳＧ膜５２を形成する工程（図５（ｄ））を省略することによって得られる。
【０１７６】
図１９を参照して、光電変換素子１１０〜１１２は、光電変換素子１０４（図１１）の変形例である。光電変換素子１１０〜１１２によっても、光電変換素子１０４と同様の効果が得られる。
【０１７７】
図１９（ａ）を参照して、光電変換素子１１０は、光電変換素子１０４の構造体９５ｃおよび９５ｄを、それぞれ構造体９５ｉおよび９５ｊに置き換えたものである。構造体９５ｉは、ＰＳＧ膜２５ａからなる。構造体９５ｊは、ＢＳＧ膜４６、ＮＳＧ膜５６、およびＢＳＧ膜２５ｂが、この順で積層されたものである。光電変換素子１１０は、光電変換素子１０４から、ＮＳＧ膜３５ａおよび３５ｂを削除したものである。光電変換素子１１０は、光電変換素子１０４の製造工程において、ＮＳＧ膜３４を形成する工程（図１２（ｄ））を省略することによって得られる。
【０１７８】
図１９（ｂ）を参照して、光電変換素子１１１は、光電変換素子１０４の構造体９５ｄを、構造体９５ｋに置き換えたものである。構造体９５ｋは、ＢＳＧ膜４６、ＰＳＧ膜２５ｂ、およびＮＳＧ膜３５ｂが、この順で積層されたものである。光電変換素子１１１は、光電変換素子１０４から、ＮＳＧ膜５６を削除したものである。光電変換素子１１１は、光電変換素子１０４の製造工程において、ＮＳＧ膜５４を形成する工程（図１２（ｂ））を省略することによって得られる。ＮＳＧ膜５４を形成しないため、ＢＳＧ膜４４（４６）の厚さは１００ｎｍ以上である。これによって、ＰＳＧ膜２５ｂ中のリンが熱処理工程（図１３（ａ））において基板１０へ拡散するのを防止できる。
【０１７９】
図１９（ｃ）を参照して、光電変換素子１１２は、光電変換素子１０４の構造体９５ｃおよび９５ｄを、それぞれ構造体９５ｉおよび９５ｍに置き換えたものである。構造体９５ｍは、ＢＳＧ膜４６およびＰＳＧ膜２５ｂが、この順で積層されたものである。光電変換素子１１２は、光電変換素子１０４から、ＮＳＧ膜５６、３５ａ、および３５ｂを削除したものである。光電変換素子１１２は、光電変換素子１０４の製造工程において、ＮＳＧ膜５４を形成する工程（図１２（ｂ））およびＮＳＧ膜３４を形成する工程（図１２（ｄ）を省略することによって得られる。ＮＳＧ膜５４を形成しないため、ＢＳＧ膜４４（４６）の厚さは１００ｎｍ以上である。これによって、ＰＳＧ膜２５ｂ中のリンが熱処理工程（図１３（ａ））において基板１０へ拡散するのを防止できる。
【０１８０】
図２０を参照して、光電変換素子１１３〜１１５は、光電変換素子１０５（図１４）の変形例である。光電変換素子１１３〜１１５によっても、光電変換素子１０５と同様の効果が得られる。
【０１８１】
図２０（ａ）を参照して、光電変換素子１１３は、光電変換素子１０５の構造体９５ｄを、構造体９５ｊに置き換えたものである。光電変換素子１１３は、光電変換素子１０５から、ＮＳＧ膜３５ｂを削除したものである。光電変換素子１１３は、光電変換素子１０５の製造工程において、ＮＳＧ膜３４を形成する工程（図１２（ｄ））を省略することによって得られる。
【０１８２】
図２０（ｂ）を参照して、光電変換素子１１４は、光電変換素子１０５の構造体９５ｄを、構造体９５ｋに置き換えたものである。光電変換素子１１４は、光電変換素子１０５から、ＮＳＧ膜５６を削除したものである。光電変換素子１１４は、光電変換素子１０５の製造工程において、ＮＳＧ膜５４を形成する工程（図１２（ｂ））を省略することによって得られる。ＮＳＧ膜５４を形成しないため、ＢＳＧ膜４４（４６）の厚さは１００ｎｍ以上である。これによってＰＳＧ膜２５ｂ中のリンが熱処理工程（図１６（ａ））において、基板１０へ拡散するのを防止できる。
【０１８３】
図２０（ｃ）を参照して、光電変換素子１１５は、光電変換素子１０５の構造体９５ｄを、構造体９５ｍに置き換えたものである。光電変換素子１１５は、光電変換素子１０５から、ＮＳＧ膜５６および３５ｂを削除したものである。光電変換素子１１５は、光電変換素子１０５の製造工程において、ＮＳＧ膜５４を形成する工程（図１２（ｂ））およびＮＳＧ膜３４を形成する工程（図１２（ｄ）を省略することによって得られる。ＮＳＧ膜５４を形成しないため、ＢＳＧ膜４４（４６）の厚さは１００ｎｍ以上である。これによってＰＳＧ膜２５ｂ中のリンが熱処理工程（図１６（ａ））において、基板１０へ拡散するのを防止できる。
【０１８４】
光電変換素子１０２〜１１５によって例示されるように、本発明にかかる光電変換素子は、少なくとも基板の導電型と異なる導電型の拡散領域において、濃度の異なる領域を有している。そして、少なくとも基板の導電型と異なる導電型の拡散領域に接して形成されたコンタクト電極のまわりに、構造体を有している。さらに、当該構造体は、少なくとも基板の導電型と異なる導電型のドーパントを供給するドーパント源を含んでいる。
【０１８５】
上記の構成によれば、コンタクト電極の一方は、基板の導電型と異なる導電型のドーパントを供給するドーパント源を含む構造体により形成された、基板の導電型と異なる導電型の高濃度拡散領域に接している。これにより、少なくとも少数キャリアを収集するコンタクト電極のコンタクト抵抗を低下させることができる。そのため、光電変換素子の変換効率を向上できる。
【０１８６】
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、上述した各実施形態は、適宜組み合わせて実施が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本発明は、光電変換素子および光電変換素子の製造方法として産業上の利用が可能である。
【符号の説明】
【０１８８】
１０  単結晶シリコン基板、１０ａ  テクスチャ構造、１０ｂ，１０ｄ  ｎ型拡散領域、１０ｃ  ｐ型拡散領域、１０ｅ，１０ｉ  高濃度ｎ型拡散領域、１０ｆ，１０ｊ  高濃度ｐ型拡散領域、１０ｇ，１０ｈ  酸化層、２０〜２４，２５ａ，２５ｂ  ＰＳＧ膜、３０〜３４，３５ａ，３５ｂ，５０〜５２，５３ａ，５３ｂ，５４〜５６  ＮＳＧ膜、４０〜４２、４３ａ，４３ｂ，４４〜４６  ＢＳＧ膜、６０，６１  保護膜、７０  反射防止膜、８０ａ，８０ｂ  コンタクトホール、９０ａ，９０ｂ，９１ａ，９１ｂ  コンタクト電極、９５ａ，９５ｂ  構造体
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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