專利名稱：光電轉(zhuǎn)換裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為阻止全球變暖的措施，在發(fā)電時不排出二氧化碳的發(fā)電裝置的光電轉(zhuǎn)換裝置受到注目。作為其典型實例，已知在室外利用太陽光而發(fā)電的用于住宅等的電力供應(yīng)用太陽電池。這樣的太陽電池主要利用單晶硅或多晶硅等的晶體硅太陽電池。使用單晶硅襯底或多晶硅襯底的太陽電池的表面上形成有用來減小表面反射的凹凸結(jié)構(gòu)。形成在硅襯底表面的凹凸結(jié)構(gòu)通過使用NaOH等的堿溶液對硅襯底進(jìn)行蝕刻而形成。由于堿溶液的蝕刻速度根據(jù)硅的晶面取向而不同，所以例如當(dāng)使用(100)面的硅襯底時，可形成金字塔狀的凹凸結(jié)構(gòu)。上述凹凸結(jié)構(gòu)可以減小太陽電池的表面反射，但是用來蝕刻的堿溶液也成為硅半導(dǎo)體的污染源。另外，蝕刻特性根據(jù)堿溶液的濃度或溫度而大幅度不同，由此難以以優(yōu)良的再現(xiàn)性在硅襯底的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)。為此，公開了組合激光加工技術(shù)和化學(xué)蝕刻的方法 (例如，參照專利文件1)。另一方面，在將硅等的半導(dǎo)體薄膜用作光電轉(zhuǎn)換層的太陽電池中，通過上述那樣的利用堿溶液的蝕刻在硅薄膜的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)是很困難的。[專利文件1]日本專利申請公開2003_25擬85號公報總之，當(dāng)要在硅襯底表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時蝕刻硅襯底本身的方法不是優(yōu)選的，因為該方法在凹凸形狀的控制方面有課題，并影響到太陽電池的特性。另外，由于為了蝕刻硅襯底需要堿溶液和大量的清洗水，并需要注意對硅襯底的污染，所以從生產(chǎn)性的觀點來看上述方法也不是優(yōu)選的。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的一個方式的目的在于提供一種具有新的抗反射結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明的一個方式的要點在于，在半導(dǎo)體表面上使相同種類或不同種類的半導(dǎo)體成長來形成凹凸結(jié)構(gòu)，而不是通過蝕刻半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體膜的表面來形成抗反射結(jié)構(gòu)。例如，通過在光電轉(zhuǎn)換裝置的光入射表面一側(cè)設(shè)置其表面具有多個突出部分的半導(dǎo)體層，來大幅度減小表面反射。該結(jié)構(gòu)可以通過氣相成長法形成，因此不污染半導(dǎo)體。通過氣相成長法可以使具有多個須狀物(whisker)的半導(dǎo)體層成長，由此，可以形成光電轉(zhuǎn)換裝置的抗反射結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明的一個方式是一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括設(shè)置在導(dǎo)電層上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，該晶體半導(dǎo)體區(qū)域通過具有由具有賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物而具有凹凸表面；與第一導(dǎo)電型相反的第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，該晶體半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置為覆蓋所述具有凹凸表面的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的該凹凸表面。另外，本發(fā)明的一個方式是一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括設(shè)置在導(dǎo)電層上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域；設(shè)置在所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上的與第一導(dǎo)電型相反的第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，該第二晶體半導(dǎo)體區(qū)域通過具有由具有賦予第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物而具有凹凸表面。另外，本發(fā)明的一個方式是一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括層疊在電極上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域、以及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，其中，所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括具有賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體區(qū)域；設(shè)置在該晶體半導(dǎo)體區(qū)域上且由具有賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物。亦即，由于第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域具有多個須狀物，所以第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的表面為凹凸形狀。并且，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域和第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的界面為凹凸形狀。本發(fā)明的一個方式是一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括層疊在電極上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域、以及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，其中，所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括具有賦予第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體區(qū)域；設(shè)置在該晶體半導(dǎo)體區(qū)域上且由具有賦予第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物。亦即，由于第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域具有多個須狀物，所以第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的表面為凹凸形狀。另外，在上述光電轉(zhuǎn)換裝置中，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是η型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域中的一方，并且所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是η型半導(dǎo)體區(qū)域和 P型半導(dǎo)體區(qū)域中的另一方。另外，本發(fā)明的一個方式是一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其除了上述結(jié)構(gòu)之外還包括層疊在所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上的第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域、本征的半導(dǎo)體區(qū)域、 第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域。由此，第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域的表面為凹凸形狀。另外，在上述光電轉(zhuǎn)換裝置中，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域及第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域是η型半導(dǎo)體區(qū)域和ρ型半導(dǎo)體區(qū)域中的一方，并且所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域及第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域是η型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域中的另一方。形成在第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域或第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域中的多個須狀物的軸方向可以為所述電極的法線方向?；蛘?，形成在第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域或第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域中的多個須狀物的軸方向也可以彼此不統(tǒng)一。電極具有導(dǎo)電層。導(dǎo)電層可以利用與硅起反應(yīng)而形成硅化物的金屬元素形成。另外，導(dǎo)電層可以采用由以鉬、鋁、銅為代表的金屬元素等導(dǎo)電性高的材料形成的層和由與硅起反應(yīng)而形成硅化物的金屬元素形成的層的疊層結(jié)構(gòu)。電極可以包括覆蓋導(dǎo)電層的混合層?；旌蠈涌梢园纬蓪?dǎo)電層的金屬元素及硅。另外，當(dāng)利用與硅起反應(yīng)而形成硅化物的金屬元素形成導(dǎo)電層時，混合層可以由硅化物形成。在光電轉(zhuǎn)換裝置中，通過使第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域或第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域中具有多個須狀物，可以減小光反射率。并且，入射到光電轉(zhuǎn)換層的光由于光封閉效果被光電轉(zhuǎn)換層吸收，因此，可以提高光電轉(zhuǎn)換裝置的特性。
另外，本發(fā)明的一個方式是一種光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，包括以下步驟通過使用包含硅的沉積氣體及賦予第一導(dǎo)電型的氣體作為原料氣體的減壓CVD(LPCVD =Low Pressure Chemical vapor deposition)法，在導(dǎo)電層上形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，其中，該第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括晶體半導(dǎo)體區(qū)域以及由晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物；通過使用包含硅的沉積氣體及賦予第二導(dǎo)電型的氣體作為原料氣體的減壓 CVD法，在所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上形成第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域。另外，本發(fā)明的一個方式是一種光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，包括以下步驟通過使用包含硅的沉積氣體及賦予第一導(dǎo)電型的氣體作為原料氣體的減壓CVD法，在導(dǎo)電層上形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域；通過使用包含硅的沉積氣體及賦予第二導(dǎo)電型的氣體作為原料氣體的減壓CVD法，在所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上形成第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，其中，該第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括晶體半導(dǎo)體區(qū)域以及由晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物。另外，在高于550°C的溫度下進(jìn)行減壓CVD法。另外，包含硅的沉積氣體可以使用氫化硅、氟化硅或氯化硅。另外，賦予第一導(dǎo)電型的氣體是乙硼烷和磷化氫中的一方，并且賦予第二導(dǎo)電型的氣體是乙硼烷和磷化氫中的另一方。通過減壓CVD法，可以在由與硅起反應(yīng)而形成硅化物的金屬元素形成的導(dǎo)電層上，形成具有多個須狀物的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域或第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域。注意，在本說明書中，本征半導(dǎo)體除了其費密能級位于帶隙中央的所謂的本征半導(dǎo)體之外，還包括其所包含的賦予ρ型或η型的雜質(zhì)濃度為1 X IO20Cm-3以下的濃度，且其光電導(dǎo)率是其暗電導(dǎo)率的100倍以上的半導(dǎo)體。該本征半導(dǎo)體包括包含周期表中第13族或第15族的雜質(zhì)元素的物質(zhì)。由此，即使使用呈現(xiàn)η型或ρ型導(dǎo)電型的半導(dǎo)體來代替本征半導(dǎo)體，只要可以解決上述課題，并具有同樣的作用效果，就可以利用該呈現(xiàn)η型或ρ型導(dǎo)電型的半導(dǎo)體。在本說明書中，這種實質(zhì)上本征的半導(dǎo)體包括在本征半導(dǎo)體的范圍內(nèi)。通過利用本發(fā)明的一個方式使第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的表面具有凹凸形狀，可以提高光電轉(zhuǎn)換裝置的特性。也就是說，通過在第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的光入射一側(cè)的表面設(shè)置須狀物群，可以減小表面反射。


圖1是說明光電轉(zhuǎn)換裝置的俯視圖；圖2是說明光電轉(zhuǎn)換裝置的截面圖；圖3是說明光電轉(zhuǎn)換裝置的截面圖；圖4Α至4C是說明光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的截面圖；圖5Α和5Β是說明光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的截面圖；圖6是說明光電轉(zhuǎn)換裝置的截面圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式的一個例子。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內(nèi)容中。另外，當(dāng)說明中參照附圖時，有時在不同的附圖中也共同使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的部分。另外，當(dāng)表示相同的部分時有時使用同樣的陰影線，而不特別附加附圖標(biāo)記。另外，在本說明書中說明的各附圖中的各組件的大小、層的厚度或區(qū)域有時為了清晰可見而被夸大。因此，比例不一定受限于附圖中的比例。另外，在本說明書中使用的“第一”、“第二”、“第三”等是用于避免多個結(jié)構(gòu)元件的混淆，并不意味著對結(jié)構(gòu)元件個數(shù)的限定。因此，也可以將“第一”適當(dāng)?shù)卣{(diào)換為“第二”或 “第三”等來進(jìn)行說明。實施方式1在本實施方式中，使用圖1至4對本發(fā)明的一個方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。本實施方式所示的光電轉(zhuǎn)換裝置包括設(shè)置在導(dǎo)電層上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，該第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域通過具有由具有賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物而具有凹凸表面；與第一導(dǎo)電型相反的第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，該第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置為覆蓋所述具有凹凸表面的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的該凹凸表面。圖1示出光電轉(zhuǎn)換裝置的頂面示意圖。在形成于襯底101上的電極103上形成有在此沒有圖示出的光電轉(zhuǎn)換層。另外，在電極103上形成有補助電極115，而在第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域中形成有網(wǎng)格電極117。補助電極115用作將電能提取到外部的端子。 另外，為了降低第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的電阻，網(wǎng)格電極117形成在第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上。這里，使用圖2和圖3對圖1的虛線A-B的截面形狀進(jìn)行說明。圖2是光電轉(zhuǎn)換裝置的示意圖，該光電轉(zhuǎn)換裝置包括襯底101、電極103、第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107、與第一導(dǎo)電型相反的第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111以及絕緣層113。第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111用作光電轉(zhuǎn)換層。另外，第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111上形成有絕緣層113。第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107通過具有由具有賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物而具有凹凸表面。在本實施方式中，電極103與第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107的界面是平坦的。 另外，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107具有平坦部分和多個須狀物(須狀物群)。另外， 第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111的界面為凹凸形狀。亦即，第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111的表面為凹凸形狀。在本實施方式中，作為第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107使用ρ型晶體半導(dǎo)體層， 并且作為第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111使用η型晶體半導(dǎo)體層，但是也可以分別采用與此相反的導(dǎo)電型。襯底101可以使用以鋁硅酸鹽玻璃、鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃等為代表的玻璃襯底、藍(lán)寶石襯底、石英襯底等。另外，也可以使用在不銹鋼等的金屬襯底上形成有絕緣膜的襯底。在本實施方式中，作為襯底101使用玻璃襯底。注意，電極103有時只由導(dǎo)電層104構(gòu)成。另外，電極103有時包括導(dǎo)電層104和形成在導(dǎo)電層的表面的混合層105。另外，電極103有時只由混合層105構(gòu)成。導(dǎo)電層104由與硅起反應(yīng)而形成硅化物的金屬元素形成?；蛘撸瑢?dǎo)電層104可以采用包括如下層的疊層結(jié)構(gòu)襯底101 —側(cè)的由以鉬、鋁、銅、鈦、或添加有硅、鈦、釹、鈧、鉬等的提高耐熱性的元素的鋁合金等為代表的導(dǎo)電性高的金屬元素形成的層，以及第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107 —側(cè)的由與硅起反應(yīng)而形成硅化物的金屬元素形成的層。作為與硅起反應(yīng)而形成硅化物的金屬元素，有鋯、鈦、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鈷、鎳等?；旌蠈?05也可以由形成導(dǎo)電層104的金屬元素及硅形成。在此，當(dāng)混合層105 由形成導(dǎo)電層104的金屬元素及硅形成時，根據(jù)通過LPCVD法形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域時的加熱條件，原料氣體的活性種提供給沉積部分，因此，硅擴(kuò)散到導(dǎo)電層104中， 從而形成混合層105。當(dāng)使用與硅起反應(yīng)而形成硅化物的金屬元素形成導(dǎo)電層104時，在混合層105中形成形成硅化物的金屬元素的硅化物，典型為硅化鋯、硅化鈦、硅化鉿、硅化釩、硅化鈮、硅化鉭、硅化鉻、硅化鉬、硅化鈷、硅化鎳中的一種以上。或者，形成形成硅化物的金屬元素及硅的合金層。通過在導(dǎo)電層104和第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107之間具有混合層105，可以進(jìn)一步降低導(dǎo)電層104和第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107之間的界面處的電阻，所以與在導(dǎo)電層104上直接層疊第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107的情況相比，可以進(jìn)一步減小串聯(lián)電阻。另外，可以提高導(dǎo)電層104和第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107的附著性，從而可以增高光電轉(zhuǎn)換裝置的成品率。另外，導(dǎo)電層104也可以為箔狀、片狀、網(wǎng)狀。當(dāng)采用這樣的形狀時，導(dǎo)電層104可以單獨地保持其形狀，由此不需要使用襯底101。因此，可以降低成本。另外，通過采用箔狀的導(dǎo)電層104，可以制造具有柔性的光電轉(zhuǎn)換裝置。第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107典型地由添加有賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體形成。從生產(chǎn)性和價格等的觀點來看，作為半導(dǎo)體材料優(yōu)選使用硅。當(dāng)作為半導(dǎo)體材料使用硅時，作為賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素采用賦予η型的磷或砷，賦予ρ型的硼。 這里，使用P型晶體半導(dǎo)體形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107。第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107包括具有賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a(下面，表示為晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a)以及設(shè)置在該晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a 上的須狀物群，該須狀物群包括由具有賦予第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物107b (下面，表示為須狀物107b)。注意，晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a和須狀物107b的界面不明確。因此，將晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a和須狀物107b的界面定義為經(jīng)過形成在須狀物107b之間的谷中最深的谷底且與電極103的表面平行的平面。晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a覆蓋電極103。另外，須狀物107b具有多個須狀的突起物且該多個突起物彼此分散。另外，須狀物107b也可以為圓柱狀、角柱狀等的柱狀或圓錐狀、 角錐狀等的針狀。須狀物107b可以為頂部彎曲的形狀。須狀物107b的寬度為IOOnm以上 10 μ m以下，優(yōu)選為500nm以上3μπι以下。另外，須狀物107b在軸上的長度為300nm以上 20 μ m以下，優(yōu)選為500nm以上15 μ m以下。本實施方式所示的光電轉(zhuǎn)換裝置具有一個以上的上述須狀物。在此，須狀物107b在軸上的長度是指經(jīng)過須狀物107b的頂點或上表面的中心的軸上的頂點與晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a之間的距離。另外，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107 的厚度為晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a的厚度與從須狀物107b的頂點到晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a之間的垂直線的長度(即，高度)之和。另外，須狀物107b的寬度是指在晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a 和須狀物107b的界面處切割成圓形時的截面形狀的長軸長度。這里，將須狀物107b從晶體半導(dǎo)體區(qū)域107a伸出的方向稱為長邊方向，將沿長邊方向的截面形狀稱為長邊截面形狀。另外，將以長邊方向為法線方向的面稱為切割成圓形時的截面形狀。在圖2中，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107所包含的須狀物107b的長邊方向沿一個方向(例如，相對于電極103表面的法線方向)延伸。這里，須狀物107b的長邊方向與相對于電極103表面的法線方向大致一致即可。在此情況下，每個方向的不一致程度優(yōu)選在5度之內(nèi)。另外，雖然在圖2中，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107所包含的須狀物107b的長邊方向沿一個方向(例如，相對于電極103表面的法線方向)延伸，但是須狀物的長邊方向也可以彼此不統(tǒng)一。典型地，可以具有其長邊方向與法線方向大致一致的須狀物和其長邊方向與法線方向不同的須狀物。第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111由η型晶體半導(dǎo)體形成。在此，可用于第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111的半導(dǎo)體材料與第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107相同。在本實施方式中，在光電轉(zhuǎn)換層中，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107和第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111的界面、以及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111的表面為凹凸形狀。因此，可以降低從絕緣層113入射的光的反射率。并且，入射到光電轉(zhuǎn)換層的光由于光封閉效果被光電轉(zhuǎn)換層高效率地吸收，因此，可以提高光電轉(zhuǎn)換裝置的特性。另外，雖然在圖2中，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107和第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111的界面為凹凸形狀，但是如圖3所示那樣，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域108和第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112的界面也可以是平坦的。第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域 112通過具有由具有賦予第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物而具有凹凸表面。圖3所示的第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112包括具有賦予第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112a(下面，也表示為晶體半導(dǎo)體區(qū)域112a)以及設(shè)置在該晶體半導(dǎo)體區(qū)域11 上的須狀物群，該須狀物群包括由具有賦予第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體形成的多個須狀物112b (下面，也表示為須狀物112b)。注意，晶體半導(dǎo)體區(qū)域11 和須狀物112b的界面不明確。因此，將晶體半導(dǎo)體區(qū)域11 和須狀物112b的界面定義為經(jīng)過形成在須狀物112b之間的谷中最深的谷底且與電極103的表面平行的平面。須狀物112b具有多個須狀的突起物且該多個突起物彼此分散。另外，須狀物112b 也可以為圓柱狀、角柱狀等的柱狀或圓錐狀、角錐狀等的針狀。須狀物112b可以為頂部彎曲的形狀。第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112所包含的須狀物112b的長邊方向沿一個方向 (例如，相對于電極103表面的法線方向)延伸。這里，須狀物112b的長邊方向與相對于電極103表面的法線方向大致一致即可。在此情況下，每個方向的不一致程度優(yōu)選在5度之內(nèi)。
另外，雖然在圖3中，第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112所包含的須狀物112b的長邊方向沿一個方向(例如，相對于電極103表面的法線方向)延伸，但是須狀物的長邊方向也可以彼此不統(tǒng)一。典型地，可以具有其長邊方向與法線方向大致一致的須狀物和其長邊方向與法線方向不同的須狀物。在圖3所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的光電轉(zhuǎn)換層中，第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112 的表面為凹凸形狀。因此，可以降低從絕緣層113入射的光的反射率。并且，入射到光電轉(zhuǎn)換層的光由于光封閉效果而被光電轉(zhuǎn)換層高效率地吸收，因此，可以提高光電轉(zhuǎn)換裝置的特性。圖1所示的補助電極115及網(wǎng)格電極117是由銀、銅、鋁、鈀、鉛、錫等的金屬元素形成的層。另外，通過以與第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112接觸的方式設(shè)置網(wǎng)格電極 117，可以減小第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112的電阻損失，尤其可以提高高亮度強度下的電特性。網(wǎng)格電極具有格子狀(梳狀、梳形、梳齒狀)，以便提高光電轉(zhuǎn)換層的受光面積。另外，在電極103及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的露出部分優(yōu)選形成具有抗反射功能的絕緣層113。作為絕緣層113利用其折射率在第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域與空氣中間的材料。另外，使用對預(yù)定波長的光具有透光性的材料，以不阻擋入射到第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的光。通過利用這種材料，可以防止第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的入射面處的反射。作為這種材料，例如有氮化硅、氮氧化硅、氟化鎂等。另外，雖然未圖示，但也可以在第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上設(shè)置電極。該電極使用氧化銦-氧化錫合金(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、包含鋁的氧化鋅等的透光性導(dǎo)電層形成。接下來，使用圖4和圖5對圖1和圖2所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法進(jìn)行說明。 在此，圖4和圖5表示圖1的虛線C-D的截面形狀。如圖4A所示，在襯底101上形成導(dǎo)電層104。導(dǎo)電層104可以適當(dāng)?shù)乩糜∷⒎ā?溶膠-凝膠法、涂敷法、噴墨法、CVD法、濺射法、蒸鍍法等形成。注意，當(dāng)導(dǎo)電層104為箔狀時，不需要設(shè)置襯底101。另外，也可以利用輥對輥(Roll-to-Roll)工序。接著，如圖4B所示，通過LPCVD法形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141。另外，也可以在第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141上形成具有透光性的導(dǎo)電層。LPCVD法的條件如下高于550°C且在LPCVD裝置及導(dǎo)電層104可耐受的溫度以下，優(yōu)選在580°C以上且低于650°C的溫度進(jìn)行加熱；作為原料氣體至少使用包含硅的沉積氣體；LPCVD裝置的反應(yīng)室的壓力設(shè)定為當(dāng)流過原料氣體時可保持的壓力的下限以上且 200Pa以下。作為含有硅的沉積氣體有氫化硅、氟化硅或氯化硅，典型地，有SiH4、Si2H6, SiF4, SiCl4, Si2Cl6等。另外，也可以對原料氣體引入氫。當(dāng)通過LPCVD法形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137時，根據(jù)加熱條件，在導(dǎo)電層104和第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137之間形成混合層135。由于在第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137的形成工序中，原料氣體的活性種始終提供給沉積部分，因此，硅從第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137擴(kuò)散到導(dǎo)電層104，從而形成混合層135。由此，不容易在導(dǎo)電層104和第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137的界面處形成低密度區(qū)域(粗糙的區(qū)域)，這樣可以改善導(dǎo)電層104和第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137的界面特性，從而可以進(jìn)一步減小串聯(lián)電阻。第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137通過將含有硅的沉積氣體及乙硼烷作為原料氣體引入LPCVD裝置的反應(yīng)室中的LPCVD法而形成。第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137的厚度為500nm以上20 μ m以下。這里，作為第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137，形成添加有硼的晶體硅層。停止對LPCVD裝置的反應(yīng)室引入乙硼烷，并通過將含有硅的沉積氣體及磷化氫或砷化氫作為原料氣體引入LPCVD裝置的反應(yīng)室中的LPCVD法，來形成第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141。第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141的厚度為5nm以上500nm以下。這里，作為第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141，形成添加有磷或砷的晶體硅層。通過上述工序，可以形成由第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層。這里，在圖1所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造工序中，當(dāng)在第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107中形成須狀物之后，停止對LPCVD裝置的反應(yīng)室引入乙硼烷時，如圖4B所示那樣， 第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137和第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141的界面成為凹凸形狀。另一方面，當(dāng)在第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域中形成須狀物之前，停止對LPCVD裝置的反應(yīng)室引入乙硼烷時，如圖3所示那樣，第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域108和第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112的界面是平坦的。另外，也可以在形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137之前，用氫氟酸清洗導(dǎo)電層104的表面。通過該工序，可以提高電極103和第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137的附著性。另外，也可以將氦、氖、氬、氙等的稀有氣體或氮混合到第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141的原料氣體中。通過將稀有氣體或氮混合到第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141的原料氣體中，可以提高須狀物的密度。另外，通過在形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141中的一個以上之后，停止對LPCVD裝置的反應(yīng)室引入原料氣體，并在真空狀態(tài)下維持溫度(即，真空狀態(tài)加熱)，可以增加第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137或第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141所包含的須狀物的密度。接著，在第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141上形成掩模，然后使用該掩模對混合層135、第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域137及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域141進(jìn)行蝕刻。 其結(jié)果，如圖4C所示，可以使導(dǎo)電層104的一部分露出，并可以形成混合層105、第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111。另外，在此示出了對混合層 135的一部分進(jìn)行蝕刻的情況，但也可以不蝕刻混合層135而露出其一部分。接著，如圖5A所示，在襯底101、導(dǎo)電層104、第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111上形成絕緣層147。絕緣層147可以通過CVD法、濺射法、蒸鍍法等形成。接著，對絕緣層147的一部分進(jìn)行蝕刻，以露出導(dǎo)電層104及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111的一部分。然后，如圖5B所示，在該露出部分形成與導(dǎo)電層104連接的補助電極115、與第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111連接的網(wǎng)格電極117。補助電極115和網(wǎng)格電極117可以通過印刷法、溶膠-凝膠法、涂敷法、噴墨法等形成。通過上述工序，可以制造轉(zhuǎn)換效率高的光電轉(zhuǎn)換裝置而不形成紋理結(jié)構(gòu)的電極。實施方式2在本實施方式中，對與實施方式1相比缺陷少的光電轉(zhuǎn)換層的制造方法進(jìn)行說明。在形成實施方式1所示的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107、第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域108、第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112中的任何一個以上之后，將LPCVD裝置的反應(yīng)室的溫度設(shè)定為400°C以上450°C以下，同時停止對LPCVD裝置引入原料氣體，并引入氫。接著，通過在氫氣氛中進(jìn)行400°C以上450°C以下的加熱處理，可以用氫終止懸掛鍵(dangling bond)，該懸掛鍵包含在第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107、第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域108、第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112中的任何一個以上之中。該加熱處理也可稱為氫化處理。 其結(jié)果，可以減小包含在第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107、第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域 108、第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域112中的任何一個以上之中的缺陷。其結(jié)果，可以減小缺陷中的光激發(fā)載流子的重新結(jié)合，從而可以提高光電轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率。實施方式3在本實施方式中，使用圖6對層疊多個光電轉(zhuǎn)換層的所謂串置結(jié)構(gòu)(tandem structure)的光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。注意，在本實施方式中，對層疊兩個光電轉(zhuǎn)換層的情況進(jìn)行說明，但是也可以采用具有三個以上的光電轉(zhuǎn)換層的疊層結(jié)構(gòu)。另外，在下文中，有時將光入射一側(cè)的前方光電轉(zhuǎn)換層稱為頂部單元，將后方光電轉(zhuǎn)換層稱為底部單元。圖6所示的光電轉(zhuǎn)換裝置具有層疊襯底101、電極103、底部單元的光電轉(zhuǎn)換層 106、頂部單元的光電轉(zhuǎn)換層120及絕緣層113的結(jié)構(gòu)。這里，光電轉(zhuǎn)換層106由實施方式 1所示的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域107及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域111構(gòu)成。另外，光電轉(zhuǎn)換層120由第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域121、本征半導(dǎo)體區(qū)域123及第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域125的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。上述光電轉(zhuǎn)換層106的帶隙和光電轉(zhuǎn)換層120的帶隙優(yōu)選為不同。通過使用帶隙不同的半導(dǎo)體，可以吸收廣泛范圍的波長區(qū)域的光，因此可以提高光電轉(zhuǎn)換效率。例如，作為頂部單元可以采用帶隙大的半導(dǎo)體，而作為底部單元可以采用帶隙小的半導(dǎo)體。當(dāng)然，也可以采用與此相反的結(jié)構(gòu)。在此，作為一個實例，示出作為底部單元的光電轉(zhuǎn)換層106采用晶體半導(dǎo)體(典型為晶體硅)，作為頂部單元的光電轉(zhuǎn)換層120采用非晶體半導(dǎo)體(典型為非晶硅)的結(jié)構(gòu)。注意，在本實施方式中，示出光從絕緣層113入射的結(jié)構(gòu)，但是所公開的發(fā)明的一個方式不局限于此。也可以采用光從襯底101的背面一側(cè)(附圖中的下方)入射的結(jié)構(gòu)。關(guān)于襯底101、電極103、光電轉(zhuǎn)換層106、絕緣層113的結(jié)構(gòu)與上述實施方式所示的結(jié)構(gòu)相同，所以這里省略詳細(xì)說明。在頂部單元的光電轉(zhuǎn)換層120中，作為第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域121及第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域125，典型地采用包括添加有賦予導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層。關(guān)于半導(dǎo)體材料等的詳細(xì)情況，與實施方式1所示的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域 107相同。在本實施方式中，示出作為半導(dǎo)體材料使用硅，作為第三導(dǎo)電型采用P型，作為第四導(dǎo)電型采用η型的情況。另外，其結(jié)晶性均為非晶體。當(dāng)然，也可以作為第三導(dǎo)電型采用 η型，作為第四導(dǎo)電型采用ρ型，并可以使用其它結(jié)晶性的半導(dǎo)體層。作為本征的半導(dǎo)體區(qū)域123，使用硅、碳化硅、鍺、砷化鎵、磷化銦、硒化鋅、氮化鎵、 硅鍺等。另外，也可以使用含有有機(jī)材料的半導(dǎo)體材料、金屬氧化物半導(dǎo)體材料等。在本實施方式中，作為本征的半導(dǎo)體區(qū)域123使用非晶硅。本征的半導(dǎo)體區(qū)域123 的厚度為50nm以上IOOOnm以下，優(yōu)選為IOOnm以上450歷以下。當(dāng)然，也可以使用硅以外的半導(dǎo)體材料形成本征的半導(dǎo)體區(qū)域123。作為第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域121、本征的半導(dǎo)體區(qū)域123及第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域125的形成方法，有等離子體CVD法、LPCVD法等。當(dāng)采用等離子體CVD法時，例如， 通過將等離子體CVD裝置的反應(yīng)室的壓力設(shè)定為典型的10 以上1332 以下，將含有硅的沉積氣體及氫作為原料氣體引入反應(yīng)室中，對電極提供高頻電力而進(jìn)行輝光放電，來可以形成本征的半導(dǎo)體區(qū)域123。第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域121可以通過對上述原料氣體中進(jìn)一步添加乙硼烷而形成。第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域121的厚度為Inm至lOOnm，優(yōu)選為 5nm至50nm。第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域125可以通過對上述原料氣體中進(jìn)一步添加磷化氫或砷化氫而形成。第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域125的厚度為Inm至lOOnm，優(yōu)選為5nm至 50nmo另外，作為第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域121，也可以通過等離子體CVD法或LPCVD法等形成沒有添加賦予導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的非晶硅層，然后通過離子注入等的方法添加硼， 來形成第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域121。另外，作為第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域125，也可以通過等離子體CVD法或LPCVD法等形成沒有添加賦予導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的非晶硅層，然后通過離子注入等的方法添加磷或砷，來形成第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域125。如上所述，通過應(yīng)用非晶硅作為光電轉(zhuǎn)換層120，可以有效地吸收短于SOOnm的波長的光而進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。另外，通過應(yīng)用晶體硅作為光電轉(zhuǎn)換層106，可以吸收更長的波長 (例如，直到1200nm左右的程度)的光而進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。像這樣，通過采用層疊帶隙不同的光電轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)(所謂的串置結(jié)構(gòu))，可以大幅度提高光電轉(zhuǎn)換效率。注意，在本實施方式中，作為頂部單元采用了帶隙大的非晶硅，而作為底部單元采用了帶隙小的晶體硅，但是所公開的發(fā)明的一個方式不局限于此。可以適當(dāng)?shù)亟M合帶隙不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成頂部單元及底部單元。另外，也可以調(diào)換頂部單元和底部單元的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換裝置。此外，也可以采用三層以上的光電轉(zhuǎn)換層的疊層結(jié)構(gòu)。通過上述結(jié)構(gòu)，可以提高光電轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率。符號說明101 襯底103 電極104導(dǎo)電層105混合層106光電轉(zhuǎn)換層107晶體半導(dǎo)體區(qū)域
108晶體半導(dǎo)體區(qū)域111晶體半導(dǎo)體區(qū)域112晶體半導(dǎo)體區(qū)域113絕緣層115補助電極117網(wǎng)格電極120光電轉(zhuǎn)換層121半導(dǎo)體區(qū)域123半導(dǎo)體區(qū)域125半導(dǎo)體區(qū)域1；34 導(dǎo)電層135混合層137晶體半導(dǎo)體區(qū)域141晶體半導(dǎo)體區(qū)域147絕緣層107a晶體半導(dǎo)體區(qū)域107b 須狀物10 須狀物109a晶體半導(dǎo)體區(qū)域109b 須狀物11 晶體半導(dǎo)體區(qū)域11 須狀物
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括 導(dǎo)電層；所述導(dǎo)電層上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域；以及所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上的第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，其中，所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括多個須狀物，所述多個須狀物具有賦予所述第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素，所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域由于所述多個須狀物而具有凹凸表面，所述第二導(dǎo)電型與所述第一導(dǎo)電型彼此相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述須狀物的軸方向彼此不統(tǒng)一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述須狀物的軸方向為所述導(dǎo)電層的法線方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是η型半導(dǎo)體區(qū)域和ρ型半導(dǎo)體區(qū)域中的一方，所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是所述η型半導(dǎo)體區(qū)域和所述P型半導(dǎo)體區(qū)域中的另一方。
5.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括 導(dǎo)電層；所述導(dǎo)電層上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域；以及所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上的第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，其中，所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括多個須狀物，所述多個須狀物具有賦予所述第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素，所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域由于所述多個須狀物而具有凹凸表面，所述第二導(dǎo)電型與所述第一導(dǎo)電型彼此相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述須狀物的軸方向彼此不統(tǒng)一。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述須狀物的軸方向為所述導(dǎo)電層的法線方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是η型半導(dǎo)體區(qū)域和ρ型半導(dǎo)體區(qū)域中的一方，所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是所述η型半導(dǎo)體區(qū)域和所述P型半導(dǎo)體區(qū)域中的另一方。
9.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括 電極；以及層疊在所述電極上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域及第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，其中，所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括具有賦予所述第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的晶體半導(dǎo)體區(qū)域；以及設(shè)置在所述晶體半導(dǎo)體區(qū)域上且具有晶體半導(dǎo)體的多個須狀物，其中所述晶體半導(dǎo)體具有賦予所述第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的表面為凹凸形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的表面為凹凸形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域與所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域之間的界面為凹凸形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述須狀物的軸方向彼此不統(tǒng)一。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述須狀物的軸方向為所述電極的法線方向。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是η型半導(dǎo)體區(qū)域和ρ型半導(dǎo)體區(qū)域中的一方，所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是所述η型半導(dǎo)體區(qū)域和所述P型半導(dǎo)體區(qū)域中的另一方。
16.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括 電極；層疊在所述電極上的第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域、第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域、 第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域、本征的半導(dǎo)體區(qū)域及第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域， 其中，所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括 晶體半導(dǎo)體區(qū)域；以及設(shè)置在所述晶體半導(dǎo)體區(qū)域上且具有晶體半導(dǎo)體的多個須狀物， 所述第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域的表面為凹凸形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的表面為凹凸形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域的表面為凹凸形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域與所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域之間的界面為凹凸形狀。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述須狀物的軸方向彼此不統(tǒng)一。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述須狀物的軸方向為所述電極的法線方向。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域及所述第三導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域分別是η型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域中的一方，所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域及所述第四導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域分別是所述η型半導(dǎo)體區(qū)域和所述P型半導(dǎo)體區(qū)域中的另一方。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中所述晶體半導(dǎo)體區(qū)域具有賦予所述第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素， 所述晶體半導(dǎo)體具有賦予所述第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素。
24.一種光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，包括以下步驟通過使用包含硅的沉積氣體及賦予第一導(dǎo)電型的氣體作為原料氣體的減壓CVD法，在導(dǎo)電層上形成第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域，通過使用包含硅的沉積氣體及賦予第二導(dǎo)電型的氣體作為原料氣體的減壓CVD法，在所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域上形成第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括晶體半導(dǎo)體區(qū)域以及具有晶體半導(dǎo)體的多個須狀物。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其中所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域包括晶體半導(dǎo)體區(qū)域以及具有晶體半導(dǎo)體的多個須狀物。
27.根據(jù)權(quán)利要求M所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其中在高于550°C的溫度下進(jìn)行所述減壓CVD法。
28.根據(jù)權(quán)利要求M所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其中將氫化硅、氟化硅或氯化硅用于所述包含硅的沉積氣體。
29.根據(jù)權(quán)利要求M所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其中所述第一導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是η型半導(dǎo)體區(qū)域和ρ型半導(dǎo)體區(qū)域中的一方，所述第二導(dǎo)電型的晶體半導(dǎo)體區(qū)域是所述η型半導(dǎo)體區(qū)域和所述P型半導(dǎo)體區(qū)域中的另一方。
30.根據(jù)權(quán)利要求M所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法， 其中所述賦予第一導(dǎo)電型的氣體是乙硼烷和磷化氫中的一方， 所述賦予第二導(dǎo)電型的氣體是乙硼烷和磷化氫中的另一方。
全文摘要
提供一種具有新的抗反射結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換裝置及其制造方法。在半導(dǎo)體表面上使相同種類或不同種類的半導(dǎo)體成長來形成凹凸結(jié)構(gòu)，而不是通過蝕刻半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體膜的表面來形成抗反射結(jié)構(gòu)。例如，通過在光電轉(zhuǎn)換裝置的光入射表面一側(cè)設(shè)置其表面具有多個突出部分的半導(dǎo)體層，大幅度減小表面反射。該結(jié)構(gòu)可以通過氣相成長法形成，因此不污染半導(dǎo)體。
文檔編號H01L31/0352GK102290461SQ20111017277
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者堅石李甫, 栗城和貴, 西田治朗 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所