(57)【要約】【課題】半導体基板に対するパッシベーションの効果を向上可能な光電変換素子を提供する。【解決手段】光電変換素子１００は、ｎ型単結晶シリコン基板１と、酸化膜２と、ｎ型非晶質膜３，２１〜２ｍ−１と、反射防止膜４と、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍと、電極３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１とを備える。酸化膜２、ｎ型非晶質膜３および反射防止膜４は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面に順次積層される。ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接してｎ型単結晶シリコン基板１の面内方向に交互に配置される。電極３１〜３ｍは、それぞれ、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍに接して配置され、電極４１〜４ｍ−１は、それぞれ、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１に接して配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電型を有する単結晶シリコンからなる半導体基板と、
前記半導体基板の光入射側の表面に接して設けられた酸化膜と、
前記酸化膜に接して設けられ、前記第１の導電型を有する第１の非晶質膜と、
前記半導体基板の光入射側の表面と反対側に設けられ、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の非晶質膜と、
前記半導体基板の面内方向において前記第２の非晶質膜に隣接して前記半導体基板の光入射側の表面と反対側に設けられ、前記第１の導電型を有する第３の非晶質膜とを備える光電変換素子。
【請求項２】
前記半導体基板と前記第２の非晶質層との間に設けられ、ｉ型の導電型を有する第４の非晶質膜を更に備える、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記半導体基板と前記第３の非晶質層との間に設けられ、ｉ型の導電型を有する第４の非晶質膜を更に備える、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記第４の非晶質膜は、ｉ型アモルファスシリコンカーバイド、ｉ型アモルファスシリコンナイトライド、ｉ型アモルファスシリコンカーボンナイトライド、ｉ型アモルファスシリコンオキサイド、ｉ型アモルファスシリコンおよびｉ型アモルファスシリコンゲルマニウムのいずれかからなる、請求項２または請求項３に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記半導体基板と前記第２の非晶質層との間に設けられ、ｉ型の導電型を有する第４の非晶質膜と、
前記半導体基板と前記第３の非晶質層との間に設けられ、ｉ型の導電型を有する第５の非晶質膜とを更に備える、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項６】
前記第４および第５の非晶質膜の各々は、ｉ型アモルファスシリコンカーバイド、ｉ型アモルファスシリコンナイトライド、ｉ型アモルファスシリコンカーボンナイトライド、ｉ型アモルファスシリコンオキサイド、ｉ型アモルファスシリコンおよびｉ型アモルファスシリコンゲルマニウムのいずれかからなる、請求項５に記載の光電変換素子。
【請求項７】
前記酸化膜は、自然酸化膜からなる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項８】
前記半導体基板は、ｎ型単結晶シリコンからなり、
前記第１の非晶質膜は、ｎ型非晶質膜からなり、
前記第２の非晶質膜は、ｐ型非晶質膜からなり、
前記第３の非晶質膜は、ｎ型非晶質膜からなる、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項９】
前記第１の非晶質膜は、ｎ型アモルファスシリコンカーバイド、ｎ型アモルファスシリコンナイトライド、ｎ型アモルファスシリコンカーボンナイトライド、ｎ型アモルファスシリコンオキサイド、ｎ型アモルファスシリコン、ｎ型アモルファスシリコンゲルマニウムおよびｎ型アモルファスゲルマニウムのいずれかからなり、
前記第２の非晶質膜は、ｐ型アモルファスシリコンカーバイド、ｐ型アモルファスシリコンナイトライド、ｐ型アモルファスシリコンカーボンナイトライド、ｐ型アモルファスシリコンオキサイド、ｐ型アモルファスシリコン、ｐ型アモルファスシリコンゲルマニウムおよびｐ型アモルファスゲルマニウムのいずれかからなり、
前記第３の非晶質膜は、ｎ型アモルファスシリコンカーバイド、ｎ型アモルファスシリコンナイトライド、ｎ型アモルファスシリコンカーボンナイトライド、ｎ型アモルファスシリコンオキサイド、ｎ型アモルファスシリコン、ｎ型アモルファスシリコンゲルマニウムおよびｎ型アモルファスゲルマニウムのいずれかからなる、請求項８に記載の光電変換素子。
【請求項１０】
前記半導体基板は、ｐ型単結晶シリコンからなり、
前記第１の非晶質膜は、ｐ型非晶質膜からなり、
前記第２の非晶質膜は、ｎ型非晶質膜からなり、
前記第３の非晶質膜は、ｐ型非晶質膜からなる、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１１】
前記第１の非晶質膜は、ｐ型アモルファスシリコンカーバイド、ｐ型アモルファスシリコンナイトライド、ｐ型アモルファスシリコンカーボンナイトライド、ｐ型アモルファスシリコンオキサイド、ｐ型アモルファスシリコン、ｐ型アモルファスシリコンゲルマニウムおよびｐ型アモルファスゲルマニウムのいずれかからなり、
前記第２の非晶質膜は、ｎ型アモルファスシリコンカーバイド、ｎ型アモルファスシリコンナイトライド、ｎ型アモルファスシリコンカーボンナイトライド、ｎ型アモルファスシリコンオキサイド、ｎ型アモルファスシリコン、ｎ型アモルファスシリコンゲルマニウムおよびｎ型アモルファスゲルマニウムのいずれかからなり、
前記第３の非晶質膜は、ｐ型アモルファスシリコンカーバイド、ｐ型アモルファスシリコンナイトライド、ｐ型アモルファスシリコンカーボンナイトライド、ｐ型アモルファスシリコンオキサイド、ｐ型アモルファスシリコン、ｐ型アモルファスシリコンゲルマニウムおよびｐ型アモルファスゲルマニウムのいずれかからなる、請求項１０に記載の光電変換素子。
【請求項１２】
第１の導電型を有する単結晶シリコンからなる半導体基板の光入射側の表面に接して酸化膜を形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記酸化膜に接して前記第１の導電型を有する第１の非晶質膜を堆積する第２の工程と、
前記第１の工程の後、前記半導体基板の光入射側の表面と反対側に前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の非晶質膜を堆積する第３の工程と、
前記半導体基板の面内方向において前記第２の非晶質膜に隣接して前記半導体基板の光入射側の表面と反対側に前記第１の導電型を有する第３の非晶質膜を堆積する第４の工程とを備える光電変換素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の工程において、化学堆積法、熱酸化法、ウェット酸化法、水中酸化法および自然酸化法のいずれかの方法によって前記酸化膜が形成される、請求項１２に記載の光電変換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光電変換素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バックコンタクト型太陽電池は、従来、受光面側にあったｐｎ接合および電極を裏面側に形成することで、受光面側の電極による影を無くし、太陽光をより吸収させることで、高効率を得る太陽電池である。
【０００３】
そして、この種の太陽電池においては、ｐｎ接合としてヘテロ接合を用いる太陽電池も提案されている（特許文献１）。この太陽電池は、半導体基板の裏面にｉ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）およびｎ型ａ−Ｓｉを順次積層し、その積層したｉ型ａ−Ｓｉおよびｎ型ａ−Ｓｉの一部分を除去し、その除去した一部分にｉ型ａ−Ｓｉおよびｐ型ａ−Ｓｉを順次積層した構造からなる。
【０００４】
また、受光面側の構造に関しては、ヘテロ接合を用いないバックコンタクト型の太陽電池において用いられているＦＳＦ拡散層、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）および二酸化シリコン（ＳｉＯ２）のようなパッシベーション膜に加えて、アモルファスシリコン膜によってパッシベーションする方法が提案されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８０８８７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】23rd EUPVSEC Session Code: 2CV.5.53(p1749).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の太陽電池のように、単結晶シリコン基板の光入射側の表面をアモルファスシリコン膜によってパッシベーションした場合、単結晶シリコン基板に対するパッシベーションの効果が低いという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の実施の形態によれば、半導体基板に対するパッシベーションの効果を向上可能な光電変換素子を提供する。
【０００９】
また、この発明の実施の形態によれば、半導体基板に対するパッシベーションの効果を向上可能な光電変換素子の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の実施の形態によれば、光電変換素子は、半導体基板と、酸化膜と、第１から第３の非晶質膜とを備える。半導体基板は、第１の導電型を有する単結晶シリコンからなる。酸化膜は、半導体基板の光入射側の表面に接して設けられる。第１の非晶質膜は、酸化膜に接して設けられ、第１の導電型を有する。第２の非晶質膜は、半導体基板の光入射側の表面と反対側に設けられ、第１の導電型と反対の第２の導電型を有する。第３の非晶質膜は、半導体基板の面内方向において第２の非晶質膜に隣接して半導体基板の光入射側の表面と反対側に設けられ、第１の導電型を有する。
【００１１】
また、この発明の実施の形態によれば、光電変換素子の製造方法は、第１の導電型を有する単結晶シリコンからなる半導体基板の光入射側の表面に接して酸化膜を形成する第１の工程と、第１の工程の後、酸化膜に接して第１の導電型を有する第１の非晶質膜を堆積する第２の工程と、第１の工程の後、半導体基板の光入射側の表面と反対側に第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の非晶質膜を堆積する第３の工程と、半導体基板の面内方向において第２の非晶質膜に隣接して半導体基板の光入射側の表面と反対側に第１の導電型を有する第３の非晶質膜を堆積する第４の工程とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の実施の形態による光電変換素子においては、半導体基板の光入射側の表面に接して酸化膜が設けられ、第１の非晶質膜が酸化膜に接して設けられる。その結果、半導体基板の光入射側の表面付近に存在するキャリア（電子および正孔）は、酸化膜による半導体基板のパッシベーション効果と、第１の非晶質膜によるＦＳＦ効果（表面電界効果）とによって再結合が抑制される。
【００１３】
従って、半導体基板に対するパッシベーションの効果を向上できる。
【００１４】
また、この発明の実施の形態による光電変換素子の製造方法においては、酸化膜が半導体基板の光入射側の表面に接して設けられ、第１の非晶質膜が酸化膜に接して設けられる。その結果、半導体基板の光入射側の表面付近に存在するキャリア（電子および正孔）は、上述したように、再結合が抑制される。
【００１５】
従って、半導体基板に対するパッシベーションの効果を向上できる。
【００１６】
更に、この発明の実施の形態による光電変換素子の製造方法においては、最初に、酸化膜が半導体基板の光入射側の表面に接して設けられ、その後、第１から第３の非晶質膜が形成される。
【００１７】
従って、光電変換素子の製造プロセスにおいて、半導体基板の光入射側の表面を保護できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１による光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す光電変換素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図３】図１に示す光電変換素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図４】図１に示す光電変換素子の製造方法を示す第３の工程図である。
【図５】実施の形態１による他の光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態１による更に他の光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態１による更に他の光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図８】実施の形態２による光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図９】実施の形態２による他の光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図１０】実施の形態２による更に他の光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図１１】実施の形態２による更に他の光電変換素子の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、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返さない。
【００２０】
この明細書において、「非晶質相」とは、シリコン（Ｓｉ）原子等がランダムに配列された状態を言う。また、アモルファスシリコンを「ａ−Ｓｉ」と表記するが、この表記は、実際には、水素（Ｈ）原子が含まれていることを意味する。アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）、アモルファスシリコンオキサイド（ａ−ＳｉＯ）、アモルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ）、アモルファスシリコンカーボンナイトライド（ａ−ＳｉＣＮ）、アモルファスシリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）およびアモルファスゲルマニウム（ａ−Ｇｅ）についても、同様に、Ｈ原子が含まれていることを意味する。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による光電変換素子の構成を示す断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による光電変換素子１００は、ｎ型単結晶シリコン基板１と、酸化膜２と、ｎ型非晶質膜３，２１〜２ｍ−１（ｍは２以上の整数）と、反射防止膜４と、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍと、電極３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１とを備える。
【００２２】
ｎ型単結晶シリコン基板１は、例えば、（１００）の面方位および０．１〜１．０Ω・ｃｍの比抵抗を有する。また、ｎ型単結晶シリコン基板１は、例えば、１００〜３００μｍの厚みを有し、好ましくは、１００〜２００μｍの厚みを有する。そして、ｎ型単結晶シリコン基板１は、光入射側の表面がテクスチャ化されている。
【００２３】
酸化膜２は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなり、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面に接して設けられる。そして、酸化膜２は、例えば、数ｎｍの膜厚を有する。
【００２４】
ｎ型非晶質膜３は、非晶質相からなり、例えば、ｎ型ａ−Ｓｉからなる。また、ｎ型非晶質膜３は、例えば、１０ｎｍ〜数十ｎｍの膜厚を有する。更に、ｎ型非晶質層３のリン（Ｐ）濃度は、１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である。そして、ｎ型非晶質膜３は、酸化膜２に接して形成される。
【００２５】
反射防止膜４は、例えば、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）からなり、膜厚は、例えば、１００ｎｍである。そして、反射防止膜４は、ｎ型非晶質膜３に接して設けられる。
【００２６】
ｐ型非晶質膜１１〜１ｍの各々は、非晶質相からなり、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側と反対側の表面に接して設けられる。そして、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍの各々は、例えば、ｐ型ａ−Ｓｉからなり、膜厚は、例えば、１０ｎｍである。また、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍは、ｎ型単結晶シリコン基板１の面内方向において所望の間隔で配置される。更に、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍの各々におけるボロン（Ｂ）濃度は、例えば、５×１０１９ｃｍ−３である。
【００２７】
ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１の各々は、非晶質相からなる。ｎ型非晶質膜２１は、ｐ型非晶質膜１１，１２およびｎ型単結晶シリコン基板１に接して配置され、ｎ型非晶質膜２２は、ｐ型非晶質膜１２，１３およびｎ型単結晶シリコン基板１に接して配置され、以下、同様にして、ｎ型非晶質膜２ｍ−１は、ｐ型非晶質膜１ｍ−１，１ｍおよびｎ型単結晶シリコン基板１に接して配置される。
【００２８】
そして、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１の各々は、例えば、ｎ型ａ−Ｓｉからなり、膜厚は、例えば、１０ｎｍである。また、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１の各々におけるＰ濃度は、例えば、５×１０１９ｃｍ−３である。
【００２９】
電極３１〜３ｍは、それぞれ、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍに接して設けられる。電極４１〜４ｍ−１は、それぞれ、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１に接して設けられる。そして、電極３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１の各々は、例えば、銀（Ａｇ）からなる。
【００３０】
ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１は、図１の紙面に垂直な方向において同じ長さを有する。そして、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍの全体の面積がｎ型単結晶シリコン基板１の面積に占める割合である面積占有率は、６０〜９３％であり、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１の全体の面積がｎ型単結晶シリコン基板１の面積に占める割合である面積占有率は、５〜２０％である。
【００３１】
このように、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍの面積占有率をｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１の面積占有率よりも大きくするのは、ｎ型単結晶シリコン基板１中で光励起された電子および正孔がｐｎ接合（ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１）によって分離され易くし、光励起された電子および正孔の発電への寄与率を高くするためである。
【００３２】
図２〜図４は、それぞれ、図１に示す光電変換素子１００の製造方法を示す第１〜第３の工程図である。
【００３３】
光電変換素子１００の製造方法について説明する。光電変換素子１００は、プラズマ装置を主に用いてプラズマＣＶＤ法によって製造される。
【００３４】
プラズマ装置は、仕込室と、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３と、取出室と、整合器と、ＲＦ電源とを備える。仕込室、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３および取出室は、直列に配置されている。そして、仕込室と反応室ＣＢ１との間、反応室ＣＢ１と反応室ＣＢ２との間、反応室ＣＢ２と反応室ＣＢ３との間、および反応室ＣＢ３と取出室との間は、仕切バルブで仕切られている。また、仕込室から反応室ＣＢ１、反応室ＣＢ２、反応室ＣＢ３および取出室へ単結晶シリコン基板を順次搬送する搬送機構がプラズマ装置に備えられている。
【００３５】
仕込室は、加熱機構と排気機構とを備える。加熱機構は、単結晶シリコン基板を所定の温度に昇温する。排気機構は、仕込室内のガスを排気し、仕込室の到達圧力を、例えば、１×１０−５Ｐａ以下に設定する。
【００３６】
反応室ＣＢ１〜ＣＢ３の各々は、平行平板電極と、加熱機構と、排気機構とを備える。加熱機構は、単結晶シリコン基板を所定の温度に昇温する。排気機構は、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３内のガスを排気し、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３の到達圧力を、例えば、１×１０−５Ｐａ以下に設定する。平行平板電極は、整合器を介してＲＦ電源に接続される。なお、反応室ＣＢ１は、ｐ型ａ−Ｓｉを堆積するための反応室であり、反応室ＣＢ２は、ｎ型ａ−Ｓｉを堆積するための反応室であり、反応室ＣＢ３は、ｉ型ａ−Ｓｉを堆積するための反応室である。
【００３７】
取出室は、排気機構を備える。排気機構は、取出室内のガスを排気し、取出室の到達圧力を、例えば、１×１０−５Ｐａ以下に設定する。
【００３８】
仕込室、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３および取出室の各排気機構は、ターボ分子ポンプ、メカニカルブースタポンプおよびロータリーポンプからなる。ターボ分子ポンプ、メカニカルブースタポンプおよびロータリーポンプは、ターボ分子ポンプが仕込室、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３および取出室に最も近くなるように、それぞれ、仕込室、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３および取出室に直列的に連結されている。そして、各排気機構は、ターボ分子ポンプ、メカニカルブースタポンプおよびロータリーポンプによって、それぞれ、仕込室、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３および取出室内のガスを排気し、またはメカニカルブースタポンプおよびロータリーポンプによって、それぞれ、仕込室、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３および取出室内のガスを排気する。
【００３９】
ＲＦ電源は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を整合器を介して反応室ＣＢ１〜ＣＢ３の平行平板電極に印加する。
【００４０】
光電変換素子１００の製造が開始されると、ｎ型単結晶シリコン基板１をエタノール等で超音波洗浄して脱脂し（図２の工程（ａ）参照）、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面をアルカリを用いて化学的に異方性エッチングし、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面をテクスチャ化する（図２の工程（ｂ）参照）。
【００４１】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板１をフッ酸中に浸漬してｎ型単結晶シリコン基板１の表面に形成された自然酸化膜を除去するとともに、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面を水素で終端する。
【００４２】
ｎ型単結晶シリコン基板１の洗浄が終了すると、ｎ型単結晶シリコン基板１を酸化炉に入れ、１０００℃の温度で酸素雰囲気中でｎ型単結晶シリコン基板１を熱酸化する。この場合、酸化時間は、例えば、数分である。そして、ｎ型単結晶シリコン基板１の片側の表面および端面に形成されたＳｉＯ２をフッ酸によって除去し、ｎ型単結晶シリコン基板１のテクスチャ化された表面にＳｉＯ２からなる酸化膜２を形成する（図２の工程（ｃ）参照）。
【００４３】
そして、ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２をプラズマ装置の仕込室の基板ホルダー上に配置する。
【００４４】
その後、仕込室の排気機構は、１×１０−５Ｐａ以下に仕込室内のガスを排気し、仕込室の加熱機構は、ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２の温度を２００℃に設定するように基板ホルダーを加熱する。また、反応室ＣＢ１〜ＣＢ３の加熱機構も、ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２の温度を２００℃に設定するように基板ホルダーを加熱する。
【００４５】
ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２の温度が２００℃に達すると、仕込室と反応室ＣＢ１との間の仕切バルブが開けられ、ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２は、仕込室から反応室ＣＢ１へ搬送される。
【００４６】
ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜３，２１〜２ｍ−１を形成するときの材料ガスの流量を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2013125890.tif 000003
【００４８】
ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２が反応室ＣＢ１へ搬送されると、２ｓｃｃｍのシラン（ＳｉＨ４）ガスと、４２ｓｃｃｍの水素（Ｈ２）ガスと、水素希釈された１２ｓｃｃｍのジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガスとを反応室ＣＢ１に流し、反応室ＣＢ１の圧力を１３．３Ｐａ〜６６５Ｐａの範囲に設定する。そして、ＲＦ電源は、１６〜８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲のＲＦパワーを整合器を介して平行平板電極に印加する。これによって、反応室ＣＢ１内でプラズマが発生し、ｐ型ａ−Ｓｉからなるｐ型非晶質膜２０がｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（＝酸化膜２が形成された面と反対側の表面）に堆積される（図２の工程（ｄ）参照）。なお、水素希釈されたＢ２Ｈ６ガスの濃度は、０．１％である。
【００４９】
ｐ型非晶質膜２０の膜厚が１０ｎｍになると、反応室ＣＢ１の平行平板電極へのＲＦパワーの印加を停止するとともに、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびＢ２Ｈ６ガスの反応室ＣＢ１への供給を停止し、排気機構によって１×１０−５Ｐａ以下に反応室ＣＢ１を真空引きする。そして、仕切バルブを開け、ｐ型非晶質膜２０／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２を反応室ＣＢ１から取出室へ搬送し、ｐ型非晶質膜２０／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２を室温まで冷却した後、取り出す。
【００５０】
そして、取り出したｐ型非晶質膜２０／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２のｐ型非晶質膜２０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングしてレジストパターン３０を形成する（図２の工程（ｅ）参照）。
【００５１】
その後、レジストパターン３０をマスクとしてｐ型非晶質膜２０をドライエッチングまたはウェットエッチングによってエッチングし、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍを形成する（図３の工程（ｆ）参照）。
【００５２】
ｐ型非晶質膜１１〜１ｍを形成すると、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２のｐ型非晶質膜１１〜１ｍ側をフッ酸で洗浄し、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２をプラズマ装置の仕込室の基板ホルダー上に配置する。
【００５３】
そして、仕込室の排気機構は、１×１０−５Ｐａ以下に仕込室内のガスを排気し、仕込室の加熱機構は、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２の温度を２００℃に設定するように基板ホルダーを加熱する。
【００５４】
ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２の温度が２００℃に達すると、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２を仕込室から反応室ＣＢ２へ搬送する。
【００５５】
ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２が反応室ＣＢ２へ搬送されると、２０ｓｃｃｍのＳｉＨ４ガスと、１５０ｓｃｃｍのＨ２ガスと、水素希釈された５０ｓｃｃｍのフォスフィン（ＰＨ３）ガスとを反応室ＣＢ２に流し（表１参照）、反応室ＣＢ２の圧力を１３．３Ｐａ〜６６５Ｐａの範囲に設定する。そして、ＲＦ電源は、１６〜８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲のＲＦパワーを整合器を介して平行平板電極に印加する。これによって、反応室ＣＢ２内でプラズマが発生し、ｎ型ａ−Ｓｉからなるｎ型非晶質膜４０がｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型単結晶シリコン基板１の表面に堆積される（図３の工程（ｇ）参照）。なお、水素希釈されたＰＨ３ガスの濃度は、０．２％である。
【００５６】
ｎ型非晶質膜４０の膜厚が１０ｎｍになると、反応室ＣＢ２の平行平板電極へのＲＦパワーの印加を停止するとともに、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびＰＨ３ガスの反応室ＣＢ２への供給を停止し、排気機構によって１×１０−５Ｐａ以下に反応室ＣＢ２を真空引きする。そして、仕切バルブを開け、ｎ型非晶質膜４０／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２を反応室ＣＢ２から取出室へ搬送する。そして、ｎ型非晶質膜４０／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２を室温まで冷却し、取出室から取出す。
【００５７】
その後、ｎ型非晶質膜４０／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２のｎ型非晶質膜４０上にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングしてレジストパターン５０を形成する（図３の工程（ｈ）参照）。
【００５８】
その後、レジストパターン５０をマスクとしてｎ型非晶質膜４０をドライエッチングまたはウェットエッチングによってエッチングし、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１を形成する（図３の工程（ｉ）参照）。
【００５９】
そして、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２をフッ酸で洗浄し、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２をプラズマ装置の仕込室の基板ホルダー上に配置する。なお、酸化膜２は、フッ酸によってエッチングされるが、フッ酸の濃度を薄くすることによって酸化膜２をエッチングすることなしに酸化膜２を洗浄できる。
【００６０】
その後、仕込室の排気機構は、１×１０−５Ｐａ以下に仕込室内のガスを排気し、仕込室の加熱機構は、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２の温度を２００℃に設定するように基板ホルダーを加熱する。
【００６１】
ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２の温度が２００℃に達すると、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２を仕込室から反応室ＣＢ２へ搬送する。
【００６２】
ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２が反応室ＣＢ２へ搬送されると、２０ｓｃｃｍのＳｉＨ４ガスと、１５０ｓｃｃｍのＨ２ガスと、水素希釈された５０ｓｃｃｍのＰＨ３ガスとを反応室ＣＢ２に流し（表１参照）、反応室ＣＢ２の圧力を１３．３Ｐａ〜６６５Ｐａの範囲に設定する。そして、ＲＦ電源は、１６〜８０ｍＷ／ｃｍ２の範囲のＲＦパワーを整合器を介して平行平板電極に印加する。これによって、反応室ＣＢ２内でプラズマが発生し、ｎ型ａ−Ｓｉからなるｎ型非晶質膜３が酸化膜２上に堆積される（図４の工程（ｊ）参照）。
【００６３】
ｎ型非晶質膜３の膜厚が１０ｎｍ〜数十ｎｍになると、反応室ＣＢ２の平行平板電極へのＲＦパワーの印加を停止するとともに、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびＰＨ３ガスの反応室ＣＢ２への供給を停止し、排気機構によって１×１０−５Ｐａ以下に反応室ＣＢ２を真空引きする。そして、仕切バルブを開け、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２／ｎ型非晶質膜３を反応室ＣＢ２から取出室へ搬送する。そして、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２／ｎ型非晶質膜３を室温まで冷却し、取出室から取出す。
【００６４】
その後、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１／ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１／酸化膜２／ｎ型非晶質膜３のｎ型非晶質膜３上にＳｉ３Ｎ４からなる反射防止膜４をスパッタリングによって形成する（図４の工程（ｋ）参照）。
【００６５】
引き続いて、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１およびｐ型非晶質膜１１〜１ｍ側にＡｇを蒸着し、その蒸着したＡｇをフォトリソグラフィおよびエッチングによってパターンニングし、電極３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１を形成する。これによって、光電変換素子１００が完成する（図４の工程（ｌ）参照）。
【００６６】
光電変換素子１００の製造方法においては、図２の工程（ｃ）において、化学堆積法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって酸化膜２を形成してもよく、酸化液を用いた酸化によって酸化膜２を形成してもよく、室温で水中に浸漬する、または沸騰水中に浸漬する水中酸化法によって酸化膜２を形成してもよく、自然酸化法によって酸化膜２を形成してもよい。自然酸化法によって酸化膜２を形成する場合、即ち、酸化膜２が自然酸化膜からなる場合、ｎ型単結晶シリコン基板１の一方の表面をテクスチャ化した後、そのテクスチャ化した表面を除いてｎ型単結晶シリコン基板１をフッ酸で洗浄し、その後、工程（ｄ）〜工程（ｌ）を順次実行する。
【００６７】
また、光電変換素子１００の製造方法においては、酸化膜２を形成した後、ｎ型非晶質膜３，２１〜２ｍ−１、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ、反射防止膜４および電極３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１を形成する順序は、上述した工程（ａ）〜工程（ｌ）において説明した順序に限らず、任意の順序であってもよい。
【００６８】
光電変換素子１００において、太陽光が反射防止膜４側から光電変換素子１００に照射されると、ｎ型単結晶シリコン基板１中で電子および正孔が光励起される。
【００６９】
光励起された電子および正孔は、酸化膜２側へ拡散しても、酸化膜２によるｎ型単結晶シリコン基板１のパッシベーション効果およびｎ型非晶質膜３によるＦＳＦ効果（表面電界効果）によって再結合し難くなり、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散し易くなる。
【００７０】
より具体的には、ｎ型単結晶シリコン基板１のテクスチャ化された表面に酸化膜２（＝ＳｉＯ２）が接しているので、ｎ型単結晶シリコン基板１と酸化膜２（＝ＳｉＯ２）との界面における界面準位密度は、１０１０ｃｍ−２〜１０１１ｃｍ−２と非常に低い。その結果、キャリア（電子および正孔）は、ｎ型単結晶シリコン基板１のテクスチャ化された表面において殆ど再結合しない。また、酸化膜２の膜厚は、上述したように数ｎｍであるので、キャリア（電子および正孔）は、ｎ型非晶質膜３によるＦＳＦ効果によってｎ型単結晶シリコン基板１と酸化膜２との界面へ到達し難くなり、再結合が更に抑制される。特に、少数キャリアである正孔の再結合が抑制される。即ち、ｎ型非晶質膜３を構成するｎ型ａ−Ｓｉの光学バンドギャップ（＝約１．７ｅＶ）および活性化エネルギー（＝約０．２ｅＶ〜０．３ｅＶ）とｎ型単結晶シリコン基板１の光学バンドギャップ（＝１．１ｅＶ）および活性化エネルギー（＝０．１ｅＶ〜０．２ｅＶ）とを考慮すると、ｎ型ａ−Ｓｉの価電子帯の端は、ｎ型単結晶シリコン基板１の価電子帯の端よりも、０．４ｅＶ〜０．６ｅＶだけ高エネルギー側に存在するので、ｎ型非晶質膜３は、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面近傍において表面電界を発生する。その結果、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面近傍へ拡散した正孔は、ｎ型非晶質膜３による表面電界によってｎ型単結晶シリコン基板１と酸化膜２との界面へ到達し難くなる。従って、少数キャリアである正孔の再結合がＦＳＦ効果によって抑制される。
【００７１】
このように、キャリア（電子および正孔）は、酸化膜２およびｎ型非晶質膜３によってｎ型単結晶シリコン基板１の表面における再結合が抑制され、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散し易くなる。
【００７２】
そして、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散した電子および正孔は、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１（＝ｐｎ接合）による内部電界によって分離され、正孔は、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍを介して電極３１〜３ｍへ到達し、電子は、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１を介して電極４１〜４ｍ−１へ到達する。
【００７３】
電極４１〜４ｍ−１へ到達した電子は、電極３１〜３ｍと電極４１〜４ｍ−１との間に接続された負荷を介して電極３１〜３ｍへ到達し、正孔と再結合する。
【００７４】
このように、光電変換素子１００は、ｎ型単結晶シリコン基板１中で光励起された電子および正孔をｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（＝酸化膜２が形成されたｎ型単結晶シリコン基板１の表面と反対側の面）から取り出すバックコンタクト型の光電変換素子である。
【００７５】
そして、光電変換素子１００は、光入射側に、酸化膜２およびｎ型非晶質膜３を備えるので、上述したように、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面においてキャリアの再結合が抑制され、ｎ型単結晶シリコン基板１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【００７６】
また、光電変換素子１００の製造方法において説明したように、酸化膜２を形成した後に、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ、ｎ型非晶質膜３，２１〜２ｍ−１、反射防止膜４および電極３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１を形成するので（図２の工程（ｄ）〜図４の工程（ｋ）参照）、光電変換素子１００の製造プロセスにおいて、ｎ型単結晶シリコン基板１の受光面側の表面を保護できる。
【００７７】
図５は、実施の形態１による他の光電変換素子の構成を示す断面図である。実施の形態１による光電変換素子は、図５に示す光電変換素子１００Ａであってもよい。
【００７８】
図５を参照して、光電変換素子１００Ａは、図１に示す光電変換素子１００にｉ型非晶質膜５１〜５ｍを追加したものであり、その他は、光電変換素子１００と同じである。
【００７９】
ｉ型非晶質膜５１〜５ｍは、非晶質相からなり、それぞれ、ｎ型単結晶シリコン基板１およびｐ型非晶質膜１１〜１ｍに接し、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質膜１１〜１ｍとの間に配置される。そして、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍの各々は、例えば、ｉ型ａ−Ｓｉからなり、膜厚は、例えば、１０ｎｍである。また、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍは、ｎ型単結晶シリコン基板１の面内方向（図５の紙面における左右方向）において、それぞれ、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍと同じ幅を有する。更に、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍは、図５の紙面に垂直な方向において、それぞれ、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍと同じ長さを有する。
【００８０】
光電変換素子１００Ａにおいては、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１の各々の膜厚は、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍの膜厚とｉ型非晶質膜６１〜６ｍの膜厚との合計膜厚からなる。
【００８１】
また、光電変換素子１００Ａにおいては、ｉ型非晶質膜５１の端面は、ｎ型非晶質膜２１に接し、ｉ型非晶質膜５２の端面は、ｎ型非晶質膜２１，２２に接し、ｉ型非晶質膜５３の端面は、ｎ型非晶質膜２２，２３に接し、以下、同様にして、ｉ型非晶質膜５ｍ−１の端面は、ｎ型非晶質膜２ｍ−２，２ｍ−１に接し、ｉ型非晶質膜５ｍの端面は、ｎ型非晶質膜２ｍ−１に接する。
【００８２】
光電変換素子１００Ａは、図２〜図４に示す工程（ａ）〜工程（ｌ）によって製造される。この場合、図２の工程（ｄ）において、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ用のｉ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１上に堆積され、その後、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ用のｐ型非晶質膜２０がプラズマＣＶＤ法によってｉ型非晶質膜５１〜５ｍ用のｉ型非晶質膜上に堆積される。そして、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ用のｉ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、表１に示すとおりである。また、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ用のｉ型非晶質膜を堆積するときの圧力およびＲＦパワーは、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１を形成するときの圧力およびＲＦパワーと同じである。
【００８３】
光電変換素子１００Ａにおける発電機構は、光電変換素子１００の発電機構と概ね同じであり、光電変換素子１００において説明したように、電子および正孔は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）における再結合が抑制され、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散し易くなる。そして、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散した電子および正孔は、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１（＝ｐｉｎ接合）による内部電界によって分離され、正孔は、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍおよびｐ型非晶質膜１１〜１ｍを介して電極３１〜３ｍへ到達し、電子は、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１を介して電極４１〜４ｍ−１へ到達する。
【００８４】
電極４１〜４ｍ−１へ到達した電子は、電極３１〜３ｍと電極４１〜４ｍ−１との間に接続された負荷を介して電極３１〜３ｍへ到達し、正孔と再結合する。
【００８５】
このように、光電変換素子１００Ａは、ｎ型単結晶シリコン基板１中で光励起された電子および正孔をｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（＝酸化膜２が形成されたｎ型単結晶シリコン基板１の表面と反対側の面）から取り出すバックコンタクト型の光電変換素子である。
【００８６】
そして、光電変換素子１００Ａは、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）に接して設けられた酸化膜２と、酸化膜２に接して設けられたｎ型非晶質膜３とを備えるので、光電変換素子１００において説明したように、ｎ型単結晶シリコン基板１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【００８７】
また、光電変換素子１００Ａにおいては、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質膜１１〜１ｍとの間にｉ型非晶質膜５１〜５ｍが存在するので、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質膜１１〜１ｍとの界面における正孔の再結合が抑制される。その結果、短絡光電流が増加し、光電変換素子１００Ａの変換効率を向上できる。
【００８８】
光電変換素子１００Ａについてのその他の説明は、光電変換素子１００についての説明と同じである。
【００８９】
図６は、実施の形態１による更に他の光電変換素子の構成を示す断面図である。実施の形態１による光電変換素子は、図６に示す光電変換素子１００Ｂであってもよい。
【００９０】
図６を参照して、光電変換素子１００Ｂは、図１に示す光電変換素子１００にｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１を追加したものであり、その他は、光電変換素子１００と同じである。
【００９１】
ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１は、非晶質相からなり、それぞれ、ｎ型単結晶シリコン基板１およびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１に接し、ｎ型単結晶シリコン基板１とｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１との間に配置される。そして、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１の各々は、例えば、ｉ型ａ−Ｓｉからなり、膜厚は、例えば、１０ｎｍである。また、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１は、図６の紙面に垂直な方向において、それぞれ、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１と同じ長さを有する。
【００９２】
光電変換素子１００Ｂにおいては、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍの各々の膜厚は、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１の膜厚とｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１の膜厚との合計膜厚からなる。
【００９３】
また、光電変換素子１００Ｂにおいては、ｐ型非晶質膜１１の端面は、ｉ型非晶質膜６１およびｎ型非晶質膜２１に接し、ｐ型非晶質膜１２の端面は、ｉ型非晶質膜６１およびｎ型非晶質膜２１とｉ型非晶質膜６２およびｎ型非晶質膜２２とに接し、ｐ型非晶質膜１３の端面は、ｉ型非晶質膜６２およびｎ型非晶質膜２２とｉ型非晶質膜６３およびｎ型非晶質膜２３とに接し、以下、同様にして、ｐ型非晶質膜１ｍ−１の端面は、ｉ型非晶質膜６ｍ−２およびｎ型非晶質膜２ｍ−２とｉ型非晶質膜６ｍ−１およびｎ型非晶質膜２ｍ−１とに接し、ｐ型非晶質膜１ｍの端面は、ｉ型非晶質膜６ｍ−１およびｎ型非晶質膜２ｍ−１に接する。
【００９４】
光電変換素子１００Ｂは、図２〜図４に示す工程（ａ）〜工程（ｌ）によって製造される。この場合、図３の工程（ｉ）において、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１用のｉ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１およびｐ型非晶質膜１１〜１ｍ上に堆積され、その後、ｎ型非晶質膜６０がプラズマＣＶＤ法によってｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１用のｉ型非晶質膜上に堆積される。そして、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１用のｉ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、表１に示すｉ型非晶質膜５１〜５ｍのガス流量と同じである。
【００９５】
光電変換素子１００Ｂにおける発電機構は、光電変換素子１００の発電機構と概ね同じであり、光電変換素子１００において説明したように、電子および正孔は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）における再結合が抑制され、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散し易くなる。そして、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散した電子および正孔は、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１（＝ｐｎ接合）による内部電界によって分離され、正孔は、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍを介して電極３１〜３ｍへ到達し、電子は、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１およびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１を介して電極４１〜４ｍ−１へ到達する。
【００９６】
電極４１〜４ｍ−１へ到達した電子は、電極３１〜３ｍと電極４１〜４ｍ−１との間に接続された負荷を介して電極３１〜３ｍへ到達し、正孔と再結合する。
【００９７】
このように、光電変換素子１００Ｂは、ｎ型単結晶シリコン基板１中で光励起された電子および正孔をｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（＝酸化膜２が形成されたｎ型単結晶シリコン基板１の表面と反対側の面）から取り出すバックコンタクト型の光電変換素子である。
【００９８】
そして、光電変換素子１００Ｂは、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）に接して設けられた酸化膜２と、酸化膜２に接して設けられたｎ型非晶質膜３とを備えるので、光電変換素子１００において説明したように、ｎ型単結晶シリコン基板１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【００９９】
また、光電変換素子１００Ｂにおいては、ｎ型単結晶シリコン基板１とｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１との間にｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１が存在するので、ｎ型単結晶シリコン基板１とｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１との界面における電子の再結合が抑制される。その結果、短絡光電流が増加し、光電変換素子１００Ｂの変換効率を向上できる。
【０１００】
光電変換素子１００Ｂについてのその他の説明は、光電変換素子１００についての説明と同じである。
【０１０１】
図７は、実施の形態１による更に他の光電変換素子の構成を示す断面図である。実施の形態１による光電変換素子は、図７に示す光電変換素子１００Ｃであってもよい。
【０１０２】
図７を参照して、光電変換素子１００Ｃは、図１に示す光電変換素子１００にｉ型非晶質膜５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１を追加したものであり、その他は、光電変換素子１００と同じである。
【０１０３】
ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１については、上述したとおりである。
【０１０４】
光電変換素子１００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜６１の端面は、ｉ型非晶質膜５１，５２に接し、ｉ型非晶質膜６２の端面は、ｉ型非晶質膜５２，５３に接し、以下、同様にして、ｉ型非晶質膜６ｍ−１の端面は、ｉ型非晶質膜５ｍ−１，５ｍに接する。また、ｎ型非晶質膜２１の端面は、ｐ型非晶質膜１１，１２に接し、ｎ型非晶質膜２２の端面は、ｐ型非晶質膜１２，１３に接し、以下、同様にして、ｎ型非晶質膜２ｍ−１の端面は、ｐ型非晶質膜１ｍ−１，１ｍに接する。
【０１０５】
光電変換素子１００Ｃは、図２〜図４に示す工程（ａ）〜工程（ｌ）によって製造される。この場合、図２の工程（ｄ）において、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ用のｉ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１上に堆積され、その後、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ用のｐ型非晶質膜２０がプラズマＣＶＤ法によってｉ型非晶質膜５１〜５ｍ用のｉ型非晶質膜上に堆積される。また、図３の工程（ｉ）において、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１用のｉ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１およびｐ型非晶質膜１１〜１ｍ上に堆積され、その後、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１用のｎ型非晶質膜６０がプラズマＣＶＤ法によってｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１用のｉ型非晶質膜上に堆積される。そして、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ用のｉ型非晶質膜およびｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１用のｉ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、同じであり、表１に示すとおりである。
【０１０６】
光電変換素子１００Ｃにおける発電機構は、光電変換素子１００の発電機構と概ね同じであり、光電変換素子１００において説明したように、電子および正孔は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）における再結合が抑制され、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散し易くなる。そして、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１側へ拡散した電子および正孔は、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ／ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ／ｎ型単結晶シリコン基板１（＝ｐｉｎ接合）による内部電界によって分離され、正孔は、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍおよびｐ型非晶質膜１１〜１ｍを介して電極３１〜３ｍへ到達し、電子は、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１およびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１を介して電極４１〜４ｍ−１へ到達する。
【０１０７】
電極４１〜４ｍ−１へ到達した電子は、電極３１〜３ｍと電極４１〜４ｍ−１との間に接続された負荷を介して電極３１〜３ｍへ到達し、正孔と再結合する。
【０１０８】
このように、光電変換素子１００Ｃは、ｎ型単結晶シリコン基板１中で光励起された電子および正孔をｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（＝酸化膜２が形成されたｎ型単結晶シリコン基板１の表面と反対側の面）から取り出すバックコンタクト型の光電変換素子である。
【０１０９】
そして、光電変換素子１００Ｃは、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）に接して設けられた酸化膜２と、酸化膜２に接して設けられたｎ型非晶質膜３とを備えるので、光電変換素子１００において説明したように、ｎ型単結晶シリコン基板１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【０１１０】
また、光電変換素子１００Ｃにおいては、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質膜１１〜１ｍとの間にｉ型非晶質膜５１〜５ｍが存在するので、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質膜１１〜１ｍとの界面における正孔の再結合が抑制される。更に、光電変換素子１００Ｃにおいては、ｎ型単結晶シリコン基板１とｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１との間にｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１が存在するので、ｎ型単結晶シリコン基板１とｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１との界面における電子の再結合が抑制される。
【０１１１】
その結果、短絡光電流が増加し、光電変換素子１００Ｃの変換効率を向上できる。
【０１１２】
光電変換素子１００Ｃについてのその他の説明は、光電変換素子１００についての説明と同じである。
【０１１３】
光電変換素子１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにおいては、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面（＝酸化膜２が形成された表面）がテクスチャ構造になっていなくてもよい。この場合、図２の工程（ｂ）が省略される。
【０１１４】
また、光電変換素子１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにおいては、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍは、ｐ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍは、ｐ型ａ−ＳｉＣ、ｐ型ａ−ＳｉＯ、ｐ型ａ−ＳｉＮ、ｐ型ａ−ＳｉＣＮ、ｐ型ａ−ＳｉＧｅおよびｐ型ａ−Ｇｅのいずれかからなっていてもよい。
【０１１５】
更に、光電変換素子１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにおいては、ｎ型非晶質膜３，２１〜２ｍ−１は、ｎ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１は、ｎ型ａ−ＳｉＣ、ｎ型ａ−ＳｉＯ、ｎ型ａ−ＳｉＮ、ｎ型ａ−ＳｉＣＮ、ｎ型ａ−ＳｉＧｅおよびｎ型ａ−Ｇｅのいずれかからなっていてもよい。
【０１１６】
更に、光電変換素子１００Ａ，１００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍは、ｉ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍは、ｉ型ａ−ＳｉＣ、ｉ型ａ−ＳｉＯ、ｉ型ａ−ＳｉＮ、ｉ型ａ−ＳｉＣＮおよびｉ型ａ−ＳｉＧｅのいずれかからなっていてもよい。
【０１１７】
更に、光電変換素子１００Ｂ，１００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１は、ｉ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、ｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１は、ｉ型ａ−ＳｉＣ、ｉ型ａ−ＳｉＯ、ｉ型ａ−ＳｉＮ、ｉ型ａ−ＳｉＣＮおよびｉ型ａ−ＳｉＧｅのいずれかからなっていてもよい。
【０１１８】
即ち、光電変換素子１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにおいては、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍおよびｎ型非晶質膜３，２１〜２ｍ−１は、それぞれ、表２に示す材料のいずれかからなっていてもよく、光電変換素子１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍおよび／またはｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１は、それぞれ、表２に示す材料のいずれかからなっていてもよい。
【０１１９】
【表２】
2013125890.tif 000004
【０１２０】
この場合、ｐ型ａ−ＳｉＣは、ＳｉＨ４ガス、メタン（ＣＨ４）ガス、Ｂ２Ｈ６ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−ＳｉＯは、ＳｉＨ４ガス、酸素（Ｏ２）ガス、Ｂ２Ｈ６ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−ＳｉＮは、ＳｉＨ４ガス、アンモニア（ＮＨ３）ガス、Ｂ２Ｈ６ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−ＳｉＣＮは、ＳｉＨ４ガス、ＣＨ４ガス、ＮＨ３ガス、Ｂ２Ｈ６ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−ＳｉＧｅは、ＳｉＨ４ガス、ゲルマン（ＧｅＨ４）ガス、Ｂ２Ｈ６ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−Ｇｅは、ＧｅＨ４ガス、Ｂ２Ｈ６ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。
【０１２１】
また、ｎ型ａ−ＳｉＣは、ＳｉＨ４ガス、ＣＨ４ガス、ＰＨ３ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−ＳｉＯは、ＳｉＨ４ガス、Ｏ２ガス、ＰＨ３ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−ＳｉＮは、ＳｉＨ４ガス、ＮＨ３ガス、ＰＨ３ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−ＳｉＣＮは、ＳｉＨ４ガス、ＣＨ４ガス、ＮＨ３ガス、ＰＨ３ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−ＳｉＧｅは、ＳｉＨ４ガス、ＧｅＨ４ガス、ＰＨ３ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−Ｇｅは、ＧｅＨ４ガス、ＰＨ３ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。
【０１２２】
更に、ｉ型ａ−ＳｉＣは、ＳｉＨ４ガス、ＣＨ４ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−ＳｉＯは、ＳｉＨ４ガス、Ｏ２ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−ＳｉＮは、ＳｉＨ４ガス、ＮＨ３ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−ＳｉＣＮは、ＳｉＨ４ガス、ＣＨ４ガス、ＮＨ３ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−ＳｉＧｅは、ＳｉＨ４ガス、ＧｅＨ４ガスおよびＨ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。
【０１２３】
なお、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１としては、ｉ型ａ−Ｇｅも想定されるが、ｉ型ａ−Ｇｅは、ｎ型単結晶シリコン基板１よりも光学バンドギャップが小さいので、ｉ型ａ−Ｇｅをｉ型非晶質膜５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１として用いた場合、開放電圧Ｖｏｃの向上が困難である。光電変換素子１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１の光学バンドギャップが開放電圧Ｖｏｃを支配的に決定するからである。
【０１２４】
そこで、実施の形態１においては、ｎ型単結晶シリコン基板１の光学バンドギャップよりも大きいｉ型ａ−ＳｉＣ，ｉ型ａ−ＳｉＯ，ｉ型ａ−ＳｉＮ，ｉ型ａ−ＳｉＣＮ，ｉ型ａ−Ｓｉ，ｉ型ａ−ＳｉＧｅをｉ型非晶質膜５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１として用いることにした。
【０１２５】
上述したように、実施の形態１による光電変換素子は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面にヘテロ接合を形成したバックコンタクト型の光電変換素子であり、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面に酸化膜２およびｎ型非晶質膜３を順次積層した構造からなる。従って、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面におけるキャリア（特に、正孔）の再結合を酸化膜２による界面準位の低下と、ｎ型非晶質膜３によるＦＳＦ効果とによって抑制し、ｎ型単結晶シリコン基板１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【０１２６】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による光電変換素子の構成を示す断面図である。図８を参照して、実施の形態２による光電変換素子２００は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１と、酸化膜１０２と、ｐ型非晶質膜１０３，１２１〜１２ｍ−１と、反射防止膜１０４と、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍと、電極１３１〜１３ｍ，１４１〜１４ｍ−１とを備える。
【０１２７】
ｐ型単結晶シリコン基板１０１は、例えば、（１００）の面方位および０．１〜１．０Ω・ｃｍの比抵抗を有する。また、ｐ型単結晶シリコン基板１０１は、例えば、１００〜３００μｍの厚みを有し、好ましくは、１００〜２００μｍの厚みを有する。更に、ｐ型単結晶シリコン基板１０１は、光入射側の表面がテクスチャ化されている。
【０１２８】
酸化膜１０２は、例えば、ＳｉＯ２からなり、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面に接して設けられる。そして、酸化膜１０２は、例えば、数ｎｍの膜厚を有する。
【０１２９】
ｐ型非晶質膜１０３は、非晶質相からなり、例えば、ｐ型ａ−Ｓｉからなる。また、ｐ型非晶質膜１０３は、例えば、１０ｎｍ〜数十ｎｍの膜厚を有する。更に、ｐ型非晶質層１０３のＢ濃度は、１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である。そして、ｐ型非晶質膜１０３は、酸化膜１０２に接して形成される。
【０１３０】
反射防止膜１０４は、例えば、Ｓｉ３Ｎ４からなり、膜厚は、例えば、１００ｎｍである。そして、反射防止膜１０４は、ｐ型非晶質膜１０３に接して設けられる。
【０１３１】
ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍの各々は、非晶質相からなり、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側と反対側の表面に接して設けられる。そして、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍの各々は、例えば、ｎ型ａ−Ｓｉからなり、膜厚は、例えば、１０ｎｍである。また、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の面内方向において所望の間隔で配置される。更に、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍの各々におけるＰ濃度は、例えば、５×１０１９ｃｍ−３である。
【０１３２】
ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１の各々は、非晶質相からなる。ｐ型非晶質膜１２１は、ｎ型非晶質膜１１１，１１２およびｐ型単結晶シリコン基板１０１に接して配置され、ｐ型非晶質膜１２２は、ｎ型非晶質膜１１２，１１３およびｐ型単結晶シリコン基板１０１に接して配置され、以下、同様にして、ｐ型非晶質膜１２ｍ−１は、ｎ型非晶質膜１１ｍ−１，１１ｍおよびｐ型単結晶シリコン基板１０１に接して配置される。
【０１３３】
そして、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１の各々は、例えば、ｐ型ａ−Ｓｉからなり、膜厚は、例えば、１０ｎｍである。また、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１の各々におけるＢ濃度は、例えば、５×１０１９ｃｍ−３である。
【０１３４】
電極１３１〜１３ｍは、それぞれ、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍに接して設けられる。電極１４１〜１４ｍ−１は、それぞれ、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１に接して設けられる。そして、電極１３１〜１３ｍ，１４１〜１４ｍ−１の各々は、例えば、Ａｇからなる。
【０１３５】
ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１は、図８の紙面に垂直な方向において同じ長さを有する。そして、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍの全体の面積がｐ型単結晶シリコン基板１０１の面積に占める割合である面積占有率は、６０〜９３％であり、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１の全体の面積がｐ型単結晶シリコン基板１０１の面積に占める割合である面積占有率は、５〜２０％である。
【０１３６】
このように、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍの面積占有率をｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１の面積占有率よりも大きくするのは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１中で光励起された電子および正孔がｐｎ接合（ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ／ｐ型単結晶シリコン基板１０１）によって分離され易くし、光励起された電子および正孔の発電への寄与率を高くするためである。
【０１３７】
光電変換素子２００は、図２から図４に示す工程（ａ）〜工程（ｌ）に従って製造される。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板１、酸化膜２、ｎ型非晶質膜３、反射防止膜４、ｐ型非晶質膜１１〜１ｍ、ｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１および電極３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１をそれぞれｐ型単結晶シリコン基板１０１、酸化膜１０２、ｐ型非晶質膜１０３、反射防止膜１０４、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１および電極１３１〜１３ｍ，１４１〜１４ｍ−１に読み替えればよい。そして、酸化膜１０２は、酸化膜２と同じ方法によって形成され、ｐ型非晶質膜１０３，１２１〜１２ｍ−１は、表１に示すｐ型非晶質膜１１〜１ｍと同じ材料ガスおよびｐ型非晶質膜１１〜１ｍの条件と同じ条件を用いてプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍは、表１に示すｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１と同じ材料ガスおよびｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１の条件と同じ条件を用いてプラズマＣＶＤ法によって形成される。また、反射防止膜１０４は、反射防止膜４と同じ方法によって形成される。
【０１３８】
光電変換素子２００において、太陽光が反射防止膜１０４側から光電変換素子２００に照射されると、ｐ型単結晶シリコン基板１０１中で電子および正孔が光励起される。
【０１３９】
光励起された電子および正孔は、酸化膜１０２側へ拡散しても、酸化膜１０２によるｐ型単結晶シリコン基板１０１のパッシベーション効果およびｐ型非晶質膜１０３によるＦＳＦ効果（表面電界効果）によって再結合し難くなり、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散し易くなる。
【０１４０】
より具体的には、ｐ型単結晶シリコン基板１０１のテクスチャ化された表面に酸化膜１０２（＝ＳｉＯ２）が接しているので、ｐ型単結晶シリコン基板１０１と酸化膜１０２（＝ＳｉＯ２）との界面における界面準位密度は、１０１０ｃｍ−２〜１０１１ｃｍ−２と非常に低い。その結果、キャリア（電子および正孔）は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１のテクスチャ化された表面において殆ど再結合しない。また、酸化膜１０２の膜厚は、上述したように数ｎｍであるので、キャリア（電子および正孔）は、ｐ型非晶質膜１０３によるＦＳＦ効果によってｐ型単結晶シリコン基板１０１と酸化膜１０２との界面へ到達し難くなり、再結合が更に抑制される。特に、少数キャリアである電子の再結合が抑制される。即ち、ｐ型非晶質膜１０３を構成するｐ型ａ−Ｓｉの光学バンドギャップ（＝約１．７ｅＶ）および活性化エネルギー（＝約０．３ｅＶ〜０．４ｅＶ）とｐ型単結晶シリコン基板１０１の光学バンドギャップ（＝１．１ｅＶ）および活性化エネルギー（＝０．２ｅＶ〜０．３ｅＶ）とを考慮すると、ｐ型ａ−Ｓｉの伝導帯の端は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の伝導帯の端よりも、０．４ｅＶ〜０．６ｅＶだけ高エネルギー側に存在するので、ｐ型非晶質膜１０３は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の表面近傍において表面電界を発生する。その結果、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の表面近傍へ拡散した電子は、ｐ型非晶質膜１０３による表面電界によってｐ型単結晶シリコン基板１０１と酸化膜１０２との界面へ到達し難くなる。従って、少数キャリアである電子の再結合がＦＳＦ効果によって抑制される。
【０１４１】
このように、キャリア（電子および正孔）は、酸化膜１０２およびｐ型非晶質膜１０３によってｐ型単結晶シリコン基板１０１の表面における再結合が抑制され、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散し易くなる。
【０１４２】
そして、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散した電子および正孔は、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ／ｐ型単結晶シリコン基板１０１（＝ｐｎ接合）による内部電界によって分離され、電子は、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍを介して電極１３１〜１３ｍへ到達し、正孔は、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１を介して電極１４１〜１４ｍ−１へ到達する。
【０１４３】
電極１３１〜１３ｍへ到達した電子は、電極１３１〜１３ｍと電極１４１〜１４ｍ−１との間に接続された負荷を介して電極１４１〜１４ｍ−１へ到達し、正孔と再結合する。
【０１４４】
このように、光電変換素子２００は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１中で光励起された電子および正孔をｐ型単結晶シリコン基板１０１の裏面（＝酸化膜１０２が形成されたｐ型単結晶シリコン基板１０１の表面と反対側の面）から取り出すバックコンタクト型の光電変換素子である。
【０１４５】
そして、光電変換素子２００は、光入射側に、酸化膜１０２およびｐ型非晶質膜１０３を備えるので、上述したように、ｐ型単結晶シリコン基板１０１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【０１４６】
また、光電変換素子１００において説明したように、光電変換素子２００の製造工程において、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の受光面側の表面を保護できる。
【０１４７】
図９は、実施の形態２による他の光電変換素子の構成を示す断面図である。実施の形態２による光電変換素子は、図９に示す光電変換素子２００Ａであってもよい。
【０１４８】
図９を参照して、光電変換素子２００Ａは、図８に示す光電変換素子２００にｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍを追加したものであり、その他は、光電変換素子２００と同じである。
【０１４９】
ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍは、非晶質相からなり、それぞれ、ｐ型単結晶シリコン基板１０１およびｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍに接し、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍとの間に配置される。そして、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍの各々は、例えば、ｉ型ａ−Ｓｉからなり、膜厚は、例えば、１０ｎｍである。また、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の面内方向（図９の紙面における左右方向）において、それぞれ、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍと同じ幅を有する。更に、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍは、図９の紙面に垂直な方向において、それぞれ、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍと同じ長さを有する。
【０１５０】
光電変換素子２００Ａにおいては、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１の各々の膜厚は、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍの膜厚とｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍの膜厚との合計膜厚からなる。
【０１５１】
また、光電変換素子２００Ａにおいては、ｉ型非晶質膜１５１の端面は、ｐ型非晶質膜１２１に接し、ｉ型非晶質膜１５２の端面は、ｐ型非晶質膜１２１，１２２に接し、ｉ型非晶質膜１５３の端面は、ｐ型非晶質膜１２２，１２３に接し、以下、同様にして、ｉ型非晶質膜１５ｍ−１の端面は、ｐ型非晶質膜１２ｍ−２，１２ｍ−１に接し、ｉ型非晶質膜１５ｍの端面は、ｐ型非晶質膜１２ｍ−１に接する。
【０１５２】
光電変換素子２００Ａは、図２〜図４に示す工程（ａ）〜工程（ｌ）によって製造される。この場合、図２の工程（ｄ）において、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ用のｉ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｐ型単結晶シリコン基板１０１上に堆積され、その後、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ用のｎ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ用のｉ型非晶質膜上に堆積される。そして、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ用のｉ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、表１に示すｉ型非晶質膜５１〜５ｍのガス流量と同じであり、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ用のｎ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、表１に示すｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１のガス流量と同じである。
【０１５３】
光電変換素子２００Ａにおける発電機構は、光電変換素子２００の発電機構と概ね同じであり、光電変換素子２００において説明したように、電子および正孔は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）における再結合が抑制され、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散し易くなる。そして、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散した電子および正孔は、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ／ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ／ｐ型単結晶シリコン基板１０１（＝ｐｉｎ接合）による内部電界によって分離され、電子は、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍおよびｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍを介して電極１３１〜１３ｍへ到達し、正孔は、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１を介して電極１４１〜１４ｍ−１へ到達する。
【０１５４】
電極１３１〜１３ｍへ到達した電子は、電極１３１〜１３ｍと電極１４１〜１４ｍ−１との間に接続された負荷を介して電極１４１〜１４ｍ−１へ到達し、正孔と再結合する。
【０１５５】
このように、光電変換素子２００Ａは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１中で光励起された電子および正孔をｐ型単結晶シリコン基板１０１の裏面（＝酸化膜１０２が形成されたｐ型単結晶シリコン基板１０１の表面と反対側の面）から取り出すバックコンタクト型の光電変換素子である。
【０１５６】
そして、光電変換素子２００Ａは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）に接して設けられた酸化膜１０２と、酸化膜１０２に接して設けられたｐ型非晶質膜１０３とを備えるので、光電変換素子２００において説明したように、ｐ型単結晶シリコン基板１０１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【０１５７】
また、光電変換素子２００Ａにおいては、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍとの間にｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍが存在するので、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍとの界面における電子の再結合が抑制される。その結果、短絡光電流が増加し、光電変換素子２００Ａの変換効率を向上できる。
【０１５８】
光電変換素子２００Ａについてのその他の説明は、光電変換素子２００についての説明と同じである。
【０１５９】
図１０は、実施の形態２による更に他の光電変換素子の構成を示す断面図である。実施の形態２による光電変換素子は、図１０に示す光電変換素子２００Ｂであってもよい。
【０１６０】
図１０を参照して、光電変換素子２００Ｂは、図８に示す光電変換素子２００にｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１を追加したものであり、その他は、光電変換素子２００と同じである。
【０１６１】
ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１は、非晶質相からなり、それぞれ、ｐ型単結晶シリコン基板１０１およびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１に接し、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１との間に配置される。そして、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１の各々は、例えば、ｉ型ａ−Ｓｉからなり、膜厚は、例えば、１０ｎｍである。また、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１は、図１０の紙面に垂直な方向において、それぞれ、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１と同じ長さを有する。
【０１６２】
光電変換素子２００Ｂにおいては、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍの各々の膜厚は、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１の膜厚とｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１の膜厚との合計膜厚からなる。
【０１６３】
また、光電変換素子２００Ｂにおいては、ｎ型非晶質膜１１１の端面は、ｉ型非晶質膜１６１およびｐ型非晶質膜１２１に接し、ｎ型非晶質膜１１２の端面は、ｉ型非晶質膜１６１およびｐ型非晶質膜１２１とｉ型非晶質膜１６２およびｐ型非晶質膜１２２とに接し、ｎ型非晶質膜１１３の端面は、ｉ型非晶質膜１６２およびｐ型非晶質膜１２２とｉ型非晶質膜１６３およびｐ型非晶質膜１２３とに接し、以下、同様にして、ｎ型非晶質膜１１ｍ−１の端面は、ｉ型非晶質膜１６ｍ−２およびｐ型非晶質膜１２ｍ−２とｉ型非晶質膜１６ｍ−１およびｐ型非晶質膜１２ｍ−１とに接し、ｎ型非晶質膜１１ｍの端面は、ｉ型非晶質膜１６ｍ−１およびｐ型非晶質膜１２ｍ−１に接する。
【０１６４】
光電変換素子２００Ｂは、図２〜図４に示す工程（ａ）〜工程（ｌ）によって製造される。この場合、図３の工程（ｉ）において、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１用のｉ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｐ型単結晶シリコン基板１０１およびｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ上に堆積され、その後、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１用のｐ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１用のｉ型非晶質膜上に堆積される。そして、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１用のｉ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、表１に示すｉ型非晶質膜５１〜５ｍのガス流量と同じであり、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１用のｐ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、表１に示すｐ型非晶質膜１１〜１ｍのガス流量と同じである。
【０１６５】
光電変換素子２００Ｂにおける発電機構は、光電変換素子２００の発電機構と概ね同じであり、光電変換素子２００において説明したように、電子および正孔は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）における再結合が抑制され、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散し易くなる。そして、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散した電子および正孔は、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ／ｐ型単結晶シリコン基板１０１（＝ｐｎ接合）による内部電界によって分離され、電子は、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍを介して電極１３１〜１３ｍへ到達し、正孔は、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１およびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１を介して電極１４１〜１４ｍ−１へ到達する。
【０１６６】
電極１３１〜１３ｍ−１へ到達した電子は、電極１３１〜１３ｍ−１と電極１４１〜１４ｍ−１との間に接続された負荷を介して電極１４１〜１４ｍ−１へ到達し、正孔と再結合する。
【０１６７】
このように、光電変換素子２００Ｂは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１中で光励起された電子および正孔をｐ型単結晶シリコン基板１０１の裏面（＝酸化膜１０２が形成されたｐ型単結晶シリコン基板１０１の表面と反対側の面）から取り出すバックコンタクト型の光電変換素子である。
【０１６８】
そして、光電変換素子２００Ｂは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）に接して設けられた酸化膜１０２と、酸化膜１０２に接して設けられたｐ型非晶質膜１０３とを備えるので、光電変換素子２００において説明したように、ｐ型単結晶シリコン基板１０１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【０１６９】
また、光電変換素子２００Ｂにおいては、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１との間にｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１が存在するので、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１との界面における正孔の再結合が抑制される。その結果、短絡光電流が増加し、光電変換素子２００Ｂの変換効率を向上できる。
【０１７０】
光電変換素子２００Ｂについてのその他の説明は、光電変換素子２００についての説明と同じである。
【０１７１】
図１１は、実施の形態２による更に他の光電変換素子の構成を示す断面図である。実施の形態２による光電変換素子は、図１１に示す光電変換素子２００Ｃであってもよい。
【０１７２】
図１１を参照して、光電変換素子２００Ｃは、図８に示す光電変換素子２００にｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ，１６１〜１６ｍ−１を追加したものであり、その他は、光電変換素子２００と同じである。
【０１７３】
ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ，１６１〜１６ｍ−１については、上述したとおりである。
【０１７４】
光電変換素子２００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜１６１の端面は、ｉ型非晶質膜１５１，１５２に接し、ｉ型非晶質膜１６２の端面は、ｉ型非晶質膜１５２，１５３に接し、以下、同様にして、ｉ型非晶質膜１６ｍ−１の端面は、ｉ型非晶質膜１５ｍ−１，１５ｍに接する。また、ｐ型非晶質膜１２１の端面は、ｎ型非晶質膜１１１，１１２に接し、ｐ型非晶質膜１２２の端面は、ｎ型非晶質膜１１２，１１３に接し、以下、同様にして、ｐ型非晶質膜１２ｍ−１の端面は、ｎ型非晶質膜１１ｍ−１，１１ｍに接する。
【０１７５】
光電変換素子２００Ｃは、図２〜図４に示す工程（ａ）〜工程（ｌ）によって製造される。この場合、図２の工程（ｄ）において、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ用のｉ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｐ型単結晶シリコン基板１０１上に堆積され、その後、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ用のｎ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ用のｉ型非晶質膜上に堆積される。また、図３の工程（ｉ）において、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１用のｉ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｐ型単結晶シリコン基板１０１およびｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ上に堆積され、その後、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１用のｐ型非晶質膜がプラズマＣＶＤ法によってｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１用のｉ型非晶質膜上に堆積される。そして、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ用のｉ型非晶質膜と、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１用のｉ型非晶質膜とを堆積するときのガス流量は、表１に示すｉ型非晶質膜５１〜５ｍを堆積するときのガス流量と同じであり、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ用のｎ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、表１に示すｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１を堆積するときのガス流量と同じであり、ｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１用のｐ型非晶質膜を堆積するときのガス流量は、表１に示すｐ型非晶質膜１１〜１ｍを堆積するときのガス流量と同じである。
【０１７６】
光電変換素子２００Ｃにおける発電機構は、光電変換素子２００の発電機構と概ね同じであり、光電変換素子２００において説明したように、電子および正孔は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）における再結合が抑制され、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散し易くなる。そして、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１側へ拡散した電子および正孔は、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ／ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ／ｐ型単結晶シリコン基板１０１（＝ｐｉｎ接合）による内部電界によって分離され、電子は、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍおよびｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍを介して電極１３１〜１３ｍへ到達し、正孔は、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１およびｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１を介して電極１４１〜１４ｍ−１へ到達する。
【０１７７】
電極１３１〜１３ｍへ到達した電子は、電極１３１〜１３ｍと電極１４１〜１４ｍ−１との間に接続された負荷を介して電極１４１〜１４ｍ−１へ到達し、正孔と再結合する。
【０１７８】
このように、光電変換素子２００Ｃは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１中で光励起された電子および正孔をｐ型単結晶シリコン基板１０１の裏面（＝酸化膜１０２が形成されたｐ型単結晶シリコン基板１０１の表面と反対側の面）から取り出すバックコンタクト型の光電変換素子である。
【０１７９】
そして、光電変換素子２００Ｃは、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面（テクスチャ化された表面）に接して設けられた酸化膜１０２と、酸化膜１０２に接して設けられたｐ型非晶質膜１０３とを備えるので、光電変換素子２００において説明したように、ｐ型単結晶シリコン基板１０１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【０１８０】
また、光電変換素子２００Ｃにおいては、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍとの間にｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍが存在するので、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍとの界面における電子の再結合が抑制される。更に、光電変換素子２００Ｃにおいては、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１との間にｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１が存在するので、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１との界面における正孔の再結合が抑制される。
【０１８１】
その結果、短絡光電流が増加し、光電変換素子２００Ｃの変換効率を向上できる。
【０１８２】
光電変換素子２００Ｃについてのその他の説明は、光電変換素子２００についての説明と同じである。
【０１８３】
光電変換素子２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃにおいては、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面（＝酸化膜１０２が形成された表面）がテクスチャ構造になっていなくてもよい。この場合、図２の工程（ｂ）が省略される。
【０１８４】
また、光電変換素子２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃにおいては、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ−１は、ｎ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態２においては、これに限らず、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ−１は、ｎ型ａ−ＳｉＣ、ｎ型ａ−ＳｉＯ、ｎ型ａ−ＳｉＮ、ｎ型ａ−ＳｉＣＮ、ｎ型ａ−ＳｉＧｅおよびｎ型ａ−Ｇｅのいずれかからなっていてもよい。
【０１８５】
更に、光電変換素子２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃにおいては、ｐ型非晶質膜１０３，１２１〜１２ｍは、ｐ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態２においては、これに限らず、ｐ型非晶質膜１０３，１２１〜１２ｍは、ｐ型ａ−ＳｉＣ、ｐ型ａ−ＳｉＯ、ｐ型ａ−ＳｉＮ、ｐ型ａ−ＳｉＣＮ、ｐ型ａ−ＳｉＧｅおよびｐ型ａ−Ｇｅのいずれかからなっていてもよい。
【０１８６】
更に、光電変換素子２００Ａ，２００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍは、ｉ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態２においては、これに限らず、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍは、ｉ型ａ−ＳｉＣ、ｉ型ａ−ＳｉＯ、ｉ型ａ−ＳｉＮ、ｉ型ａ−ＳｉＣＮ、およびｉ型ａ−ＳｉＧｅのいずれかからなっていてもよい。
【０１８７】
更に、光電変換素子２００Ｂ，２００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１は、ｉ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態２においては、これに限らず、ｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１は、ｉ型ａ−ＳｉＣ、ｉ型ａ−ＳｉＯ、ｉ型ａ−ＳｉＮ、ｉ型ａ−ＳｉＣＮ、およびｉ型ａ−ＳｉＧｅのいずれかからなっていてもよい。
【０１８８】
即ち、光電変換素子２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃにおいては、ｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍおよびｐ型非晶質膜１０３，１２１〜１２ｍ−１は、それぞれ、表２に示すｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１およびｐ型非晶質膜１１〜１ｍを構成する材料のいずれかからなっていてもよく、光電変換素子２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃにおいては、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍおよび／またはｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１は、それぞれ、表２に示すｉ型非晶質膜５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１を構成する材料のいずれかからなっていてもよい。
【０１８９】
そして、ｎ型ａ−ＳｉＣ、ｎ型ａ−ＳｉＯ、ｎ型ａ−ＳｉＮ、ｎ型ａ−ＳｉＣＮ、ｎ型ａ−ＳｉＧｅ、ｎ型ａ−Ｇｅ、ｐ型ａ−ＳｉＣ、ｐ型ａ−ＳｉＯ、ｐ型ａ−ＳｉＮ、ｐ型ａ−ＳｉＣＮ、ｐ型ａ−ＳｉＧｅ、ｐ型ａ−Ｇｅ、ｉ型ａ−ＳｉＣ、ｉ型ａ−ＳｉＯ、ｉ型ａ−ＳｉＮ、ｉ型ａ−ＳｉＣＮ、およびｉ型ａ−ＳｉＧｅは、上述した材料ガスを用いてプラズマＣＶＤ法によって形成される。
【０１９０】
なお、ｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍ，１６１〜１６ｍ−１用の材料としてｉ型ａ−Ｇｅが除外されるのは、上述したｉ型非晶質膜５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１用の材料としてｉ型ａ−Ｇｅが除外される理由と同じである。
【０１９１】
このように、実施の形態２による光電変換素子は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の裏面にヘテロ接合を形成したバックコンタクト型の光電変換素子であり、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面に酸化膜１０２およびｐ型非晶質膜１０３を順次積層した構造からなる。従って、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面におけるキャリア（特に、電子）の再結合を酸化膜１０２による界面準位の低下と、ｐ型非晶質膜１０３によるＦＳＦ効果とによって抑制し、ｐ型単結晶シリコン基板１０１に対するパッシベーション効果を向上できる。
【０１９２】
上述したように、実施の形態１においては、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面に酸化膜２とｎ型非晶質膜３とを備える光電変換素子１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃについて説明した。また、実施の形態２においては、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面に酸化膜１０２とｎ型非晶質膜１０３とを備える光電変換素子２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃについて説明した。
【０１９３】
従って、この発明の実施の形態による光電変換素子は、第１の導電型を有する単結晶シリコン基板と、半導体基板の光入射側の表面に接して設けられた酸化膜と、酸化膜に接して設けられ、第１の導電型を有する第１の非晶質膜と、半導体基板の光入射側の表面と反対側に設けられ、第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の非晶質膜と、半導体基板の面内方向において第２の非晶質膜に隣接して半導体基板の光入射側の表面と反対側に設けられ、第１の導電型を有する第３の非晶質膜とを備えていればよい。
【０１９４】
また、実施の形態１においては、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質膜１１〜１ｍとの間に配置されたｉ型非晶質膜５１〜５ｍを備える光電変換素子１００Ａ、ｎ型単結晶シリコン基板１とｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１との間に配置されたｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１を備える光電変換素子１００Ｂ、およびｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質膜１１〜１ｍとの間に配置されたｉ型非晶質膜５１〜５ｍと、ｎ型単結晶シリコン基板１とｎ型非晶質膜２１〜２ｍ−１との間に配置されたｉ型非晶質膜６１〜６ｍ−１とを備える光電変換素子１００Ｃについて説明した。
【０１９５】
更に、実施の形態２においては、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍとの間に配置されたｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍを備える光電変換素子２００Ａ、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１との間に配置されたｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１を備える光電変換素子２００Ｂ、およびｐ型単結晶シリコン基板１０１とｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍとの間に配置されたｉ型非晶質膜１５１〜１５ｍと、ｐ型単結晶シリコン基板１０１とｐ型非晶質膜１２１〜１２ｍ−１との間に配置されたｉ型非晶質膜１６１〜１６ｍ−１とを備える光電変換素子２００Ｃについて説明した。
【０１９６】
従って、この発明の実施の形態による光電変換素子は、第１の導電型を有する単結晶シリコン基板と、半導体基板の光入射側の表面に接して設けられた酸化膜と、酸化膜に接して設けられ、第１の導電型を有する第１の非晶質膜と、半導体基板の光入射側の表面と反対側に設けられ、第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の非晶質膜と、半導体基板の面内方向において第２の非晶質膜に隣接して半導体基板の光入射側の表面と反対側に設けられ、第１の導電型を有する第３の非晶質膜と、単結晶シリコン基板と第２および第３の非晶質膜の少なくとも一方との間に設けられ、ｉ型の導電型を有する非晶質膜とを備えていればよい。そして、単結晶シリコン基板と第２および第３の非晶質膜の両方との間にｉ型の導電型を有する非晶質膜が設けられる場合、ｉ型の導電型を有する非晶質膜は、単結晶シリコン基板と第２の非晶質膜との間に設けられ、ｉ型の導電型を有する第４の非晶質膜と、単結晶シリコン基板と第３の非晶質膜との間に設けられ、ｉ型の導電型を有する第５の非晶質膜とからなる。
【０１９７】
更に、この発明の実施の形態による光電変換素子の製造方法は、単結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して酸化膜２（または酸化膜１０２）を形成する工程と、酸化膜２（または酸化膜１０２）を形成する工程の後にｐ型非晶質膜１１〜１ｍ、ｎ型非晶質膜３，２１〜２ｍ−１、反射防止膜４および電極３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１（またはｎ型非晶質膜１１１〜１１ｍ、ｐ型非晶質膜１０３，１２１〜１２ｍ−１、反射防止膜１０４および電極１３１〜１３ｍ，１４１〜１４ｍ−１）を形成する工程とを備えていればよい。
【０１９８】
従って、この発明の実施の形態による光電変換素子の製造方法は、第１の導電型を有する単結晶シリコンからなる半導体基板の光入射側の表面に接して酸化膜を形成する第１の工程と、第１の工程の後、酸化膜に接して第１の導電型を有する第１の非晶質膜を堆積する第２の工程と、第１の工程の後、半導体基板の光入射側の表面と反対側に第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の非晶質膜を堆積する第３の工程と、半導体基板の面内方向において第２の非晶質膜に隣接して半導体基板の光入射側の表面と反対側に第１の導電型を有する第３の非晶質膜を堆積する第４の工程とを備えていればよい。
【０１９９】
なお、実施の形態１においては、第１の導電型は、ｎ型であり、第２の導電型は、ｐ型である。また、実施の形態２においては、第１の導電型は、ｐ型であり、第２の導電型は、ｎ型である。
【０２００】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
この発明は、光電変換素子およびその製造方法に適用される。
【符号の説明】
【０２０２】
１  ｎ型単結晶シリコン基板、２，１０２  酸化膜、１１〜１ｍ，２０，１２１〜１２ｍ−１  ｐ型非晶質膜、２１〜２ｍ−１，４０，１１１〜１１ｍ  ｎ型非晶質膜、３０，５０  レジストパターン、３１〜３ｍ，４１〜４ｍ−１，１３１〜１３ｍ，１４１〜１４ｍ−１  電極、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｃ  光電変換素子、５１〜５ｍ，６１〜６ｍ−１，１５１〜１５ｍ，１６１〜１６ｍ−１  ｉ型非晶質膜、１０１  ｐ型単結晶シリコン基板。
【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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