光电转换装置制造方法及图纸

提供一种使半导体基板与电极之间的串联电阻减小并且转换效率好的光电转换装置。一种光电转换装置，具有半导体基板、形成于半导体基板的第1导电类型区域以及与第1导电类型区域电连接的电极，第1导电类型区域具有与电极相对的电极区域，所述光电转换装置的特征在于，在与电极区域相对的半导体基板中具有晶体缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光电转换装置。
技术介绍
对于将太阳能直接转换成电能的光电转换装置，近年来，特别是根据地球环境问题的观点，作为下一代的能源的期待急剧升高。作为光电转换装置用的材料，一直以来利用化合物半导体、有机材料等，但是当前硅晶体是主流。在当前最大量生产、贩卖的光电转换装置中，在接受太阳光的受光面设置n电极，在作为受光面的相反面的背面设置p电极。设置于受光面侧的n电极是为了取出通过光电转换得到的电流而必不可少的，但是在形成有n电极的部位的基板上，由于该n电极的遮挡而没有太阳光入射，所以如果电极面积大，则转换效率降低。将由受光面侧的电极导致的这样的转换效率的损失称为阴影损失。在受光面没有电极的背面电极型光电转换装置中，没有由电极导致的阴影损失，能够将入射的太阳光几乎100％地引入到光电转换装置，所以在原理上能够实现高转换效率。作为这样的背面电极型光电转换装置的例子，可列举日本特开2007-19259号公报。图11是示出以往的背面电极型的光电转换装置的构造的概略剖视图。在半导体基板50的背面交替地设置高浓度p型掺杂区域52和高浓度n型掺杂区域53。在半导体基板50的表面，形成例如由硅氧化膜、硅氮化膜等构成的钝化膜51，由此抑制表面复合。分别经由设置于背面的p区域的接触孔56和n区域的接触孔57，对高浓度p型掺杂区域52连接p电极54，对高浓度n型掺杂区域53连接n电极55，取出通过光电转换得到的电流。受光面的钝化膜51还兼具作为防反射膜
的作用。根据图11可知，p型掺杂区域、n型掺杂区域、p电极、n电极全部形成于背面，在受光面没有遮住光的物体，能够几乎100％地引入太阳光。在上述现有例中，半导体基板、p电极与n电极直接接触，但是作为光电转换装置的进一步高效率化的方法，做成在金属电极部与半导体基板之间还插入钝化膜而成的所谓的接触钝化构造(金属电极/钝化膜/半导体层)，使半导体基板上的载流子的复合尽可能降低，从而实现开路电压Voc的改善和效率的改善。在这种情况下，钝化膜的膜厚为了使充分的隧道电流流过而需要变薄。根据参考文献1(Dimitri Zielke Physica statuts solidi Rapid Research letters Volume 5Issue 8page298-300)，如果掺杂区域上的钝化膜的膜厚大于2nm，则串联电阻变大。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-19259号公报非专利文献非专利文献1：Dimitri Zielke Physica statuts solidi Rapid Research letters Volume 5Issue 8page 298-300
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在上述光电转换装置的接触钝化构造中，难以解决如果使钝化层膜厚变厚则串联电阻增加、如果使钝化层膜厚变薄则载流子复合增加这样的相反的课题。另外，在半导体基板、p电极与n电极直接接触的光电转换装置中，在接触孔部也存在串联电阻，并且存在FF的降低。这样，在以往的光电转换装置中，半导体基板与电极之间的串联电阻成为转换效率降低的原因。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，使半导体基板与电极之间的串联电阻减小而得到转换效率高的光电转换装置。用于解决课题的技术方案本专利技术的光电转换装置具有：半导体基板；第1导电类型区域，形成于半导体基板；以及电极，与第1导电类型区域电连接，第1导电类型区域具有与电极相对的电极区域，在电极区域中具有晶体缺陷。另外，本专利技术的光电转换装置具有形成于半导体基板上的电介质层，第1导电类型区域设置于电介质层上。另外，本专利技术的光电转换装置的特征在于，第1导电类型区域具有电极区域以外的非电极区域，所述电极区域的第1导电类型杂质浓度高于非电极区域的第1导电类型杂质浓度。另外，本专利技术的光电转换装置的特征在于，第1导电类型区域具有电极区域以外的非电极区域，电极区域中的晶体缺陷的面密度高于非电极区域中的晶体缺陷的面密度。另外，在本专利技术的光电转换装置中，电介质层由第1电介质层和形成于所述第1电介质层上的第2电介质层构成，第1电介质层或者第2电介质层中的任一方介于第1导电类型区域与所述电极之间。另外，本专利技术的光电转换装置的特征在于，晶体缺陷的面密度是550个/cm2以上且100000个/cm2以下。另外，本专利技术的光电转换装置的特征在于，电介质层的厚度是0.1nm以上且4.5nm以下。专利技术效果根据本专利技术，能够使半导体基板与电极之间的串联电阻分量减小，所以能够提高光电转换装置的转换效率。附图说明图1是本专利技术的光电转换装置的截面示意图。图2是本专利技术的光电转换装置的局部放大图。图3是示出晶体缺陷区域的缺陷的密度与单元的特性的关系的图。图4是示出缺陷密度与转换效率的关系的图表。图5是示出晶体缺陷的剖视图。图6是示出电介质层厚度与光电转换装置的特性的关系的图。图7是作为本专利技术的第2实施方式的光电转换装置的截面示意图。图8是作为本专利技术的第3实施方式的光电转换装置的截面示意图。图9是作为本专利技术的第4实施方式的光电转换装置的截面示意图。图10是对开口部不同的光电转换装置的转换效率进行比较的图。图11是示出以往的光电转换装置的构造的概略剖视图。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式。在以下的说明中，对相同的部件附加有相同的符号。它们的名称和功能也相同。因此，不重复关于它们的详细说明。(实施方式1)图1是本专利技术的光电转换装置的截面示意图。在图1中，在n型硅基板10的与受光面相反一侧的面，形成掺杂了磷(P)等第1导电类型即n型掺杂物的n型区域11以及掺杂了硼(B)等第2导电类型即p型掺杂物的p型区域12。n型区域11和p型区域12能够通过在n型硅基板10的与受光面相反一侧的面使掺杂物进行热扩散或者将掺杂物离子进行离子注入而形成。在n型区域11和p型区域12上形成有电介质层13。作为电介质层，能够使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝等，并使用等离子体CVD法、ALD法(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)等来形成。此处，作为电介质层而使用氧化硅。隔着电介质层13地在n型区域11上设置n电极14。在n电极14与n型区域相对的部分，n型区域11未与n电极14相接，但由于电介质层13薄，所以通过隧道效应，n型区域11与n电极14电连接。另外，隔着电介质层13地在p型区域12上设置p电极15。在p型区域12与p电极15相对的部分，p型区域12未与p电极15相接，但由于电介质层13薄，所以通过隧道效应，p型区域12与p电极15电连接。进而，在p型区域12与p电极15相对的部分，在与电介质层13的界面附近形成晶体缺陷区域16。通过在p型区域12与p电极15相对的部分形成包括晶体缺陷的晶体缺陷区域16，在p型区域与电介质层的界面导入空间电荷，从而容易流过经由薄的电介质层的隧道电流，所以能够降低电介质层13的串联电阻。此外，晶体缺陷区域16不需要和p型区域12与p电极15相对的部分完全一致。在n型硅基板10的受光面侧，形成被进行纹理加工而成的、由氮化硅、氧化钛等构成的防反射膜17。防反射膜17也具有n型硅基板10的受光面的钝化功能。图2是从电极侧看本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换装置，其特征在于，具有：半导体基板；第1导电类型区域，形成于所述半导体基板；以及电极，与所述第1导电类型区域电连接，所述第1导电类型区域具有与电极相对的电极区域，在所述电极区域中具有晶体缺陷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.30 JP 2014-0153091.一种光电转换装置，其特征在于，具有：半导体基板；第1导电类型区域，形成于所述半导体基板；以及电极，与所述第1导电类型区域电连接，所述第1导电类型区域具有与电极相对的电极区域，在所述电极区域中具有晶体缺陷。2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其特征在于，具有形成于所述半导体基板上的电介质层，所述第1导电类型区域设置于所述电介质层上。3.根据权利要求1或2所述的光电转换装置，其特征在于，所述第1导电类型区域具有所述电极区域以外的非电极区域，所述电极区域的第1导电类型杂质浓度高于所述非电极区域的第1导电类型杂质浓度。4.根据权利要求1至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：奈须野善之，西村和仁，伊坂隆行，本多真也，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP