JP2011061020A - 裏面コンタクト型太陽電池素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリアの再結合損失を抑制しながら接触抵抗を低減することができる裏面コンタクト方太陽電池素子およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】第１導電型不純物を第１の濃度で含むシリコン基板１０１と、このシリコン基板１０１の受光面１０２ａとは反対側の非受光面１０２ｂ上に形成された第１電極１１０および第２電極１１１とを備え、シリコン基板１０１はその非受光面１０２ｂの表層部の所定領域に、第１の濃度よりも高い第２の濃度で第１導電型不純物を含む第１導電型不純物領域１０４と、第２導電型不純物を含む第２導電型不純物領域１０５とを有し、第１電極１１０が第１導電型不純物領域１０４と接続すると共に、第２電極１１１が第２導電型不純物領域１０５と接続し、第１電極１１０と第１導電型不純物領域１０４との接触部に第１シリサイド層１０８が形成されていると共に、第２電極１１１と第２導電型不純物領域１０５との接触部に第２シリサイド層１０９が形成されていることを特徴とする裏面コンタクト型太陽電池素子。
【選択図】図１

Description

本発明は、受光面に電極を有さない裏面コンタクト型太陽電池素子およびその製造方法に関する。

受光面に電極を有さない結晶系シリコン基板を用いた従来の裏面コンタクト型太陽電池素子としては、ｐ型シリコン基板の受光面とは反対側の非受光面の所定領域にｐ⁺領域とｎ⁺領域が形成され、ｐ⁺領域上およびｎ⁺領域上にこれらの領域と接触する第１電極および第２電極が形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この裏面コンタクト型太陽電池素子によれば、受光面に電極が無いため、光影面積はゼロとなり、発電に必要な光を太陽電池内に多く取り込むことができる。

特開２００２−１６４５５６号公報

この裏面コンタクト型太陽電池素子では、キャリアの再結合を抑制するために、第１電極とｐ⁺領域との接触面積および第２電極とｎ⁺領域との接触面積を減少させる必要がある。
ところが、前記接触面積が減少すると、接触抵抗が増加し、発電性能が劣化するという問題が生じてしまう。

本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであり、キャリアの再結合損失を抑制しながら接触抵抗を低減することができる裏面コンタクト型太陽電池素子およびその製造方法を提供することを目的とする。

かくして、本発明によれば、第１導電型不純物を第１の濃度で含むシリコン基板と、このシリコン基板の受光面とは反対側の非受光面上に形成された第１電極および第２電極とを備え、前記シリコン基板はその非受光面の表層部の所定領域に、前記第１の濃度よりも高い第２の濃度で第１導電型不純物を含む第１導電型不純物領域と、第２導電型不純物を含む第２導電型不純物領域とを有し、前記第１電極が前記第１導電型不純物領域と接続すると共に、前記第２電極が前記第２導電型不純物領域と接続し、前記第１電極と前記第１導電型不純物領域との接触部に第１シリサイド層が形成されていると共に、前記第２電極と前記第２導電型不純物領域との接触部に第２シリサイド層が形成されている裏面コンタクト型太陽電池素子が提供される。

本発明の別の観点によれば、第１導電型不純物を第１の濃度で含むシリコン基板の受光面とは反対側の非受光面の所定領域に、前記第１の濃度よりも高い第２の濃度で第１導電型不純物を含む第１導電型不純物領域と、第２導電型不純物を含む第２導電型不純物領域とを形成する工程（Ａ）と、前記第１導電型不純物領域上に第１シリサイド層を形成し、かつ前記第２導電型不純物領域上に第２シリサイド層を形成する工程（Ｂ）と、前記第１シリサイド層上に第１電極を形成し、かつ前記第２シリサイド層上に第２電極を形成する工程（Ｃ）とを含む裏面コンタクト型太陽電池素子の製造方法が提供される。

本発明によれば、受光面に電極を有さないため、発電に必要な光を多く取り込むことができ、かつキャリアの再結合損失を抑制しながら接触抵抗を低減することができ、この結果、主として曲線因子が改善し、発電効率が向上した裏面コンタクト型太陽電池素子を得ることができる。

本発明の裏面コンタクト型太陽電池素子の実施例１を示す概略断面図である。 実施例１の裏面コンタクト型太陽電池素子における第１・第２導電型不純物領域と第１・第２電極との位置関係を示す概念図である。 実施例１に係る裏面コンタクト型太陽電池素子の製造工程の一部を示す工程説明図である。 図３の工程の続きの製造工程を示す工程説明図である。 図４の工程の続きの製造工程を示す工程説明図である。 図５の工程の続きの製造工程を示す工程説明図である。 図６の工程の続きの製造工程を示す工程説明図である。

本発明の裏面コンタクト型太陽電池素子は、第１導電型不純物を第１の濃度で含むシリコン基板と、このシリコン基板の受光面とは反対側の非受光面上に形成された第１電極および第２電極とを備え、前記シリコン基板はその非受光面の表層部の所定領域に、前記第１の濃度よりも高い第２の濃度で第１導電型不純物を含む第１導電型不純物領域と、第２導電型不純物を含む第２導電型不純物領域とを有し、前記第１電極が前記第１導電型不純物領域と接続すると共に、前記第２電極が前記第２導電型不純物領域と接続し、前記第１電極と前記第１導電型不純物領域との接触部に第１シリサイド層が形成されていると共に、前記第２電極と前記第２導電型不純物領域との接触部に第２シリサイド層が形成されていることを特徴とする。

ここで、「第１導電型」とはｎ型またはｐ型を意味し、「第２導電型」とは第１導電型とは異なるｐ型またはｎ型を意味する。
ｐ型不純物としてはボロン、アルミニウム、ガリウム、インジウム等が挙げられ、ｎ型不純物としてはリン、ヒ素、アンチモン等が挙げられる。
この裏面コンタクト型太陽電池素子において、シリコン基板は単結晶でも多結晶でも非晶質でもよく、導電型としてはｎ型でもｐ型でもよい。ｎ型のほうがｐ型と比較し、同じ不純物濃度で抵抗を低くでき、電気抵抗による損失が低くなるためより好ましい。
第１導電型不純物領域は、シリコン基板の非受光面の所定領域に開口を有するマスク（例えばシリコン酸化膜）を非受光面に形成し、気相拡散法、固相拡散法、イオン注入法等により形成することができる。
第２導電型不純物領域の形成方法も、第１導電型不純物領域と同様である。

第１導電型不純物領域および第２導電型不純物領域は、この裏面コンタクト型太陽電池素子から高い特性（短絡電流密度、開放電圧、曲率因子、発電効率等）が引き出せるよう、非受光面からの深さ、平面的に見た形状、配置、数、非受光面に対する占有面積率、隣接する双方の領域の間隔などを設定することが好ましく、例えば、次のように設定することができる。

〔ｎ型シリコン基板を用いた場合〕
ｎ型シリコン基板を用いる場合、ｎ型シリコン基板のｎ型不純物の濃度（第１の濃度）としては3×10¹⁴〜3×10¹⁵ｃｍ^-3程度であり、第１導電型不純物領域（ｎ⁺領域）のｎ型不純物の濃度（第２の濃度）としては1×10¹⁹〜1×10²⁰ｃｍ^-3程度であり、第２導電型不純物領域（ｐ⁺領域）のｐ型不純物の濃度としては1×10¹⁹〜1×10²⁰ｃｍ^-3程度である。

ｎ型不純物領域の非受光面からの深さとしては0.5〜2μｍ程度とすることができ、ｐ導電型不純物領域の非受光面からの深さとしては0.5〜2μｍ程度とすることができる。
ｎ型とｐ型の各不純物領域の平面的に見た形状は特に限定されず、例えば、散点状、ストライプ状、蛇行状、格子状などに配置することができる。
ｎ型不純物領域の非受光面に対する占有面積率は5〜20%とすることができ、ｎ型不純物領域を散点状にした場合のその個数としては100〜1000個とすることができる。
ｐ型不純物領域の非受光面に対する占有面積率は60〜93％とすることができ、ｐ型不純物領域を散点状にした場合のその個数としては100〜1000個とすることができる。
隣接するｎ型不純物領域とｐ型不純物領域の間隔は3〜300μｍとすることができる。

〔ｐ型シリコン基板を用いた場合〕
ｐ型シリコン基板を用いる場合、ｐ型シリコン基板のｐ型不純物の濃度（第１の濃度）としては3×10¹⁴〜3×10¹⁵ｃｍ^-3程度であり、第１導電型不純物領域（ｐ⁺領域）のｐ型不純物の濃度（第２の濃度）としては1×10¹⁹〜1×10²⁰ｃｍ^-3程度であり、第２導電型不純物領域（ｎ⁺領域）のｎ型不純物の濃度としては1×10¹⁹〜1×10²⁰ｃｍ^-3程度である。

ｐ型不純物領域の非受光面からの深さとしては0.5〜2μｍ程度とすることができ、ｎ型不純物領域の非受光面からの深さとしては0.5〜2μｍ程度とすることができる。
ｐ型とｎ型の各不純物領域の平面的に見た形状は特に限定されず、例えば、散点状、ストライプ状、蛇行状、格子状、櫛状などに配置することができる。
ｐ型不純物領域の非受光面に対する占有面積率は5〜20%とすることができ、ｐ型不純物領域を散点状にした場合のその個数としては100〜1000個とすることができる。
ｎ型不純物領域の非受光面に対する占有面積率は60〜93％とすることができ、ｎ型不純物領域を散点状にした場合のその個数としては100〜1000個とすることができる。
隣接するｐ型不純物領域とｎ型不純物領域の間隔は3〜300μｍとすることができる。

第１電極と第１導電型不純物領域との接触部および第２電極と第２導電型不純物領域との接触部でのキャリアの再結合を抑制しながら接触抵抗を低減する観点から、第１シリサイド層の第１導電型不純物領域との接触面積および第２シリサイド層の第２導電型不純物領域との接触面積は、10〜200μｍ²程度が好ましく、30〜80μｍ²程度がさらに好ましい。第１シリサイド層および第２シリサイド層を構成する材料は、同じでも異なってもよいが、製造の簡素化の観点から同じ材料が好ましく、例えば、ニッケルシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、パラジウムシリサイド等が挙げられる。
第１・第２シリサイド層は、シリコン基板の第１・第２導電型不純物領域上にニッケル、チタン、コバルト、パラジウム等の金属膜を膜厚30〜70nm程度で形成し、400〜800℃の熱処理を1〜30分間行ってシリサイド反応を生じさせることにより形成することができる。このとき、金属膜の材料によっては２段階の熱処理を行ってシリサイドの安定化を図ってもよい。
金属膜は、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法等により形成することができる。

また、この裏面コンタクト型太陽電池素子は、入射光の反射率低下による光の閉じ込め効果を向上させるために、シリコン基板の受光面に凹凸構造が形成されていてもよい。
（１００）面方位の単結晶シリコン基板を用いる場合、シリコン基板をＮａＯＨ，ＫＯＨ，ＮａＣＯ₃などのアルカリ水溶液に浸して受光面をエッチングすることにより、ピラミッド型の表面凹凸構造（テクスチャー構造）が得られる。
多結晶シリコン基板の場合、種々の面方位の結晶粒から構成され、アルカリエッチングは結晶の面方位に依存することから、単結晶の場合のような均一なテクスチャー構造が得られず、単結晶の場合と同程度に反射率を低下させることが困難である。そのため、多結晶シリコン基板の場合、受光面を反応性イオンエッチングすることにより、結晶の面方位に左右されずに凹凸構造を均一に形成することができる。
非晶質シリコン基板の場合も、結晶の面方位に依存しない反応性イオンエッチングにより受光面に均一な凹凸構造を形成することができる。

さらに、この裏面コンタクト型太陽電池素子の受光面でのキャリアの再結合を抑制すると共に、受光面へ入射する入射光の反射率をより低下させるための反射防止膜が形成されていてもよい。
反射防止膜としてはシリコン窒化膜、シリコン酸化膜等の絶縁膜、およびこれら絶縁膜の積層膜を用いることができる。なお、シリコン酸化膜のみ用いる場合は反射防止膜を表面パッシベーション酸化膜と呼ぶ場合がある。
反射防止膜の膜厚は、反射防止膜とシリコン基板との界面での光反射を低減させる膜厚に設定されるが、例えば、用いる反射防止膜の屈折率が１．９〜２．１の場合、５０〜８０ｎｍが好ましく、６０〜７０ｎｍがさらに好ましい。反射防止膜は、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法等により形成することができる。

この裏面コンタクト型太陽電池素子のシリコン基板の非受光面でのキャリアの再結合を抑制するために、シリコン基板の非受光面における第１シリサイド層および第２シリサイド層を除く領域に、絶縁層が１層または複数層形成されていてもよい。
絶縁層としては、１層の場合は膜厚10〜100ｎｍ程度の熱酸化膜（シリコン酸化膜）を用いることができ、２層の場合は熱酸化膜の上に膜厚250〜1000ｎｍ程度のＣＶＤシリコン酸化膜を形成することができる。
この絶縁層は、第１・第２シリサイド層を第１・第２導電型不純物領域のみに自己整合的に形成するためのマスクとしての機能および第１・第２シリサイド層が形成されていない第１・第２導電型不純物領域に第１・第２電極が直接接触しないように絶縁する機能も有する。

第１電極および第２電極は、複数の第１・第２シリサイド層と接触して集電する形状が好ましく、例えば、四角形のシリコン基板の対向する２辺に沿って各電極の合流部を有する櫛状に形成することができる。この場合、第１・第２シリサイド層の各層は、櫛状の第１・第２電極と重なる位置に複数個ドット状に配置される。第１・第２電極を構成する材料は、同じでも異なってもよいが、製造の簡素化の観点から同じ材料が好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銀等が挙げられる。
第１・第２電極は、シリコン基板に吸収されずキャリアを生成しなかった入射光を反射することにより、この光が熱となって動作温度が上昇するのを抑制する機能も有する。
第１・第２電極は、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法等の成膜技術およびフォトエッチング技術により形成することができる。

この裏面コンタクト型太陽電池素子は、複数個備えられることにより裏面コンタクト型太陽電池モジュールを構成することができる。
この場合、例えば、ガラス基板上に複数個の裏面コンタクト型太陽電池素子をその受光面をガラス基板側に向けて並べ、１つの太陽電池素子の第１電極と隣接する他の太陽電池素子の第２電極とを金属ワイヤにて電気的に接続し、複数個の太陽電池素子を樹脂フィルムにて密封状に被覆し、ガラス基板の外周部に金属製フレームを取り付けることにより、複数個の太陽電池素子が電気的に直列接続された裏面コンタクト型太陽電池モジュールを作製することができる。なお、直列接続された複数個の裏面コンタクト型太陽電池素子のうち両端の太陽電池素子の第１電極と第２電極は、発電した電流を外部に取り出すリード線と電気的に接続される。

（実施例１）
＜裏面コンタクト型太陽電池素子の構造＞
図１は本発明の裏面コンタクト型太陽電池素子の実施例１を示す概略断面図であり、図２は実施例１の裏面コンタクト型太陽電池素子における第１・第２導電型不純物領域と第１・第２電極との位置関係を示す概念図である。
この裏面コンタクト型太陽電池素子は、ｎ型不純物としてリン（Ｐ）を第１の濃度2×10¹⁵ｃｍ^-3で含む単結晶シリコン基板１０１と、このシリコン基板１０１の受光面１０２ａとは反対側の非受光面１０２ｂ上に形成された第１電極１１０および第２電極１１１とを備える。
このシリコン基板１０１は、９ｃｍ角の正方形であり、厚さが２００μｍであり、低効率が２．５Ω・ｃｍである。

シリコン基板１０１はその非受光面１０２ｂの表層部に、第１の濃度よりも高い第２の濃度2×10¹⁹ｃｍ^-3でリンを含む複数のｎ⁺領域（第１導電型不純物領域）１０４と、濃度2×10¹⁹ｃｍ^-3で第２導電型不純物としてボロン（Ｂ）を含む複数のｐ⁺領域（第２導電型不純物領域）１０５とを有する。
図２に示すように、１つのｎ⁺領域１０４は、深さ0.5μｍ、直径80μｍのドット状であり、600個からなるドットの列１０４Ａがシリコン基板１０１の対向する二辺と平行に複数列で配置されている。
また、１つのｐ⁺領域１０５は、深さ0.5μｍ、幅400μｍのライン状であり、ライン１０５Ａがシリコン基板１０１の対向する二辺と平行に複数列で、かつｎ⁺領域１０４のドット列の間に配置されている。
隣接するｎ⁺領域１０４とｐ⁺領域１０５との間隔Ｌは120μｍである。

また、シリコン基板１０１は、受光面１０２ａに、ピラミッド型の表面凹凸構造を有し、その受光面１０２ａ上に膜厚65nmのシリコン窒化膜からなる反射防止膜１０３が形成されている。
さらに、シリコン基板１０１の非受光面１０２ｂ上には、各ｎ⁺領域１０４と各ｐ⁺領域１０５に直径３０μｍの開口１０７を有する絶縁膜１０６が形成されている。
この絶縁膜１０６は、シリコン基板１０１の非受光面１０２ｂ上に形成された膜厚10nｍの熱酸化膜と、この上に積層された膜厚750nmのノンドープシリコン酸化膜からなる。

第１電極１１０は、絶縁膜１０６上であって、ｎ⁺領域１０４の各ドット列１０４Ａと重なる位置に配置された櫛歯状部分１１０ａと、ドット列１０４Ａの長手方向と直交する方向に延びるシリコン基板１０１の一辺に沿った位置に配置されて櫛歯状部分１１０ａと接続された接続部分１１０ｂとからなる櫛状に形成されている。
第２電極１１１は、絶縁膜１０６上であって、ｐ⁺領域１０５の各ライン１０５Ａと重なる位置に配置された櫛歯状部分１１１ａと、ライン１０５Ａの長手方向と直交する方向に延びるシリコン基板１０１のもう一方の辺に沿った位置に配置されて櫛歯状部分１１１ａと接続された接続部分１１１ｂとを有する櫛状に形成されている。
第１・第２電極１１０、１１１はアルミニウムで形成されている。

さらに、第１電極１１０の櫛歯状部分１１０ａの一部は絶縁膜１０６の各開口１０７内に埋め込まれており、その埋め込み部分と各ｎ⁺領域１０４との間にニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）からなる第１シリサイド層１０８が形成されている。つまり、第１電極１１０は第１シリサイド層１０８を介して各ｎ⁺領域１０４と接続している。
また、第２電極１１１０の櫛歯状部分１１１ａの一部は絶縁膜１０６の各開口１０７内に埋め込まれており、その埋め込み部分と各ｐ⁺領域１０５との間にニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）からなる第２シリサイド層１０９が形成されている。つまり、第２電極１１１は第２シリサイド層１０９を介してｐ⁺領域１０５と接続している。
なお、実施例１および後述する実施例２〜４では、ｎ型単結晶シリコン基板を用いた場合を例示しているが、ｎ型多結晶、ｐ型単結晶またはｐ型多結晶シリコン基板を用いてもよいことは言うまでもない。

＜裏面コンタクト型太陽電池素子の製造方法＞
実施例１の裏面コンタクト型太陽電池素子は、リンを第１の濃度2×10¹⁵ｃｍ^-3で含む単結晶シリコン基板１０１の非受光面１０２ｂの所定領域に、第１の濃度よりも高い第２の濃度2×10¹⁹ｃｍ^-3でリンを含むｎ⁺領域１０４と、ボロンを濃度2×10¹⁹ｃｍ^-3で含むｐ⁺領域１０５とを形成する工程（Ａ）と、ｎ⁺領域１０４上に第１シリサイド層１０８を形成し、かつｐ⁺領域１０５上に第２シリサイド層１０９を形成する工程（Ｂ）と、第１シリサイド層１０８上に第１電極１１０を形成し、かつ第２シリサイド層１０９上に第２電極１１１を形成する工程（Ｃ）とを含む製造方法によって製造することができる。

さらに、この裏面コンタクト型太陽電池素子の製造方法は、工程（Ａ）と工程（Ｂ）の間に、シリコン基板１０１の非受光面１０２ｂの所定領域に開口１０７を有する絶縁膜１０６を非受光面上に形成する工程をさらに含み、工程（Ｂ）が、絶縁膜１０６上と、開口１０７から露出するｎ⁺領域１０４上およびｐ⁺領域１０５上に、ニッケルからなる金属膜を堆積し、加熱処理してｎ⁺領域１０４と金属膜との間およびｐ⁺領域１０５と金属膜との間でシリサイド反応を生じさせることにより、第１シリサイド層１０８および第２シリサイド層１０９を形成し、その後、未反応の金属膜を除去する工程である。

具体的に説明すると、まず、工程（Ａ）の前に、水酸化カリウムとイソプロピルアルコールとをモル比で3：1に混合して調製したアルカリ溶液中に、ｎ型単結晶シリコン基板１０１を40分間浸漬することで、シリコン基板１０１の表面にピラミッド型の表面凹凸構造を形成した。このとき、シリコン基板１０１の受光面１０２ａとなる一面とその反対側の他面に表面凹凸構造が形成される。次に、表面凹凸構造を有するシリコン基板１０１の受光面１０２ａとなる一面上に、プラズマ化学気相反応により膜厚65nmのシリコン窒化膜からなる反射防止膜１０３を形成した。

＜工程（Ａ）＞
次に、シリコン基板１０１の非受光面１０２ｂとなる他面上に、CVD法によりノンドープのシリコン酸化膜を形成し、さらにその上に、所定領域に開口部を有するフォトレジスト膜を形成し、フォトレジスト膜をマスクとしてシリコン酸化膜の一部をエッチングして開口を形成した。この開口は、後に形成されるｎ＋領域１０４の形成位置に対応する位置および大きさに形成されている。
その後、フォトレジスト膜を酸素プラズマにより除去した。
次に、開口を有するシリコン酸化膜をマスクとして、オキシ塩化リン（POCl₃）を気相拡散することにより、シリコン基板１０１の非受光面１０２ｂに複数の前記ｎ⁺領域１０４を前記の深さ、大きさ、濃度、配置等で形成した。
その後、シリコン酸化膜をエッチングにより除去した。

次に、シリコン基板１０１の非受光面１０２ｂに、CVD法によりノンドープのシリコン酸化膜を形成し、さらにその上に、所定領域に開口部を有するフォトレジスト膜を形成し、フォトレジスト膜をマスクとしてシリコン酸化膜の一部をエッチングして開口を形成した。この開口は、後に形成されるｐ＋領域１０５の形成位置に対応する位置および大きさに形成されている。
その後、フォトレジスト膜を酸素プラズマにより除去した。
次に、開口を有するシリコン酸化膜上に、ボロンドープ酸化膜(BSG)を堆積した後、熱処理にて固相拡散することにより、シリコン基板１０１の非受光面１０２ｂに複数の前記ｐ⁺領域１０５を前記の深さ、大きさ、濃度、配置等で形成した。
これにより、工程（Ａ）が終了し、その後、ボロンドープ酸化膜およびシリコン酸化膜をエッチングにより除去した。

次に、図３に示すように、得られたシリコン基板１０１の非受光面１０２ｂに対して、乾燥酸素雰囲気中にて900℃で60分間の熱酸化処理を行った後、CVD法でノンドープのシリコン酸化膜を膜厚750ｎｍまで堆積することにより、絶縁膜１０６を形成した。
次に、図４に示すように、絶縁膜１０６上に、所定領域に開口を有するフォトレジスト膜を形成し、フォトレジスト膜をマスクとして、濃度５％のフッ酸溶液で絶縁膜１０６の一部をエッチングすることにより、直径３０μｍの前記開口１０７を形成した。
その後、フォトレジスト膜を酸素プラズマにより除去した。

＜工程（Ｂ）＞
次に、図５に示すように、絶縁膜１０６上と、絶縁膜１０６の各開口１０７から露出するｎ⁺領域１０４上およびｐ⁺領域１０５上に、スパッタリング法を用いて膜厚50nmのニッケル膜１８９を形成し、４５０℃、1分間の第一の熱処理を行った。
これにより、図６に示すように、絶縁膜１０６の各開口１０７に位置するｎ⁺領域１０４とニッケル膜１８９とをシリサイド反応させてニッケルシリサイド(Ｎｉ₂Ｓｉ)からなる第１シリサイド層１０８を選択的に形成し、絶縁膜１０６の各開口１０７に位置するｐ⁺領域１０５とニッケル膜１８９とをシリサイド反応させてニッケルシリサイド(Ｎｉ₂Ｓｉ)からなる第２シリサイド層１０９を選択的に形成した。
このとき、開口１０７以外の領域のｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５は絶縁膜１０６で覆われているため、シリサイド反応は起こらない。

次に、図７に示すように、硫酸と過酸化水素水の混合溶液にてニッケル膜１８９を除去して第１・第２シリサイド層１０８、１０９を露出させた後、７５０℃、１分間の第二の熱処理を行った。これにより、第１・第２シリサイド層１０８、１０９の組成をＮｉ₂ＳｉからＮｉＳｉに変質させ、工程（Ｂ）が終了した。
ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）は、各種シリサイドのうちでも比較的抵抗率が低いため、コンタクト抵抗の低抵抗化を行う場合に有利である。

＜工程（Ｃ）＞
次に、絶縁膜１０６上と、絶縁膜１０６の各開口１０７から露出する第１・第２シリサイド層１０８、１０９上に、スパッタリング法を用いて膜厚２μｍのアルミニウム膜を形成し、アルミニウム膜上にフォトレジスト膜を所定パターンに形成し、燐酸と酢酸と硝酸と純水の混合溶液にてフォトレジスト膜をマスクとして用いてアルミニウム膜の一部をエッチングし、フォトレジストを酸素プラズマにて除去した。
これにより、図１に示すように、各第１シリサイド層１０８と接触する櫛状の第１電極１１０および各第２シリサイド層１０９と接触する櫛状の第２電極１１１を形成し、工程（Ｃ）が終了し、実施例１の裏面コンタクト型太陽電池素子を完成させた。

＜実施例１の評価＞
実施例１の裏面コンタクト型太陽電池におけるｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５のコンタクト抵抗率と、この裏面コンタクト型太陽電池素子の発電特性の測定結果を表１に示した。
コンタクト抵抗率の測定は伝送線路方法(TLM法)を用いた。また、発電特性はAM-1.5, 100W/cm²の擬似太陽光照射条件にて行った。
また、比較のために、第１・第２シリサイド層を有さないこと以外は実施例１と同様の裏面コンタクト型太陽電池（比較例）を製造し、実施例１と同様にコンタクト抵抗率と発電特性を測定し、その結果を表１に示した。
なお、表１中、「シリサイドなし」は比較例を意味し、「シリサイドあり」は実施例１を意味している。

表１に示すように、シリサイドがない比較例のｎ⁺領域およびｐ⁺領域のコンタクト抵抗率は共に0.017Ω・cm²であった。
一方、第１・第２シリサイド層１０８、１０９を有する実施例１のｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５のコンタクト抵抗率はそれぞれ0.004Ω・cm²および0.006Ω・cm²であり、同じ面積でコンタクト抵抗を低減することが確認された。
また、比較例の短絡電流密度、開放電圧、曲線因子および発電効率（光電変換効率）はそれぞれ40.5A/cm²、0.644V、0.646および16.8%であった。
一方、実施例１の短絡電流密度、開放電圧、曲線因子および発電効率はそれぞれ40.3A/cm²、0.634V、0.795および20.3%であり、主として曲線因子が改善し、発電効率が向上していることが分かった。

（実施例２）
工程（Ｂ）以外は、実施例１と同様にして実施例２の裏面コンタクト型太陽電池素子を完成させた。以下、実施例２の製造方法については工程（Ｂ）のみを説明する。

＜工程（Ｂ）＞
絶縁膜１０６上と、絶縁膜１０６の各開口１０７から露出するｎ⁺領域１０４上およびｐ⁺領域１０５上に、スパッタリング法を用いて膜厚50nmのチタン膜を形成し、６００℃、 30分間の熱処理を行った（図５参照）。
これにより、絶縁膜１０６の各開口１０７に位置するｎ⁺領域１０４とチタン膜とをシリサイド反応させてチタンシリサイド(ＴｉＳｉ₂)からなる第１シリサイド層１０８を選択的に形成し、絶縁膜１０６の各開口１０７に位置するｐ⁺領域１０５とチタン膜とをシリサイド反応させてニッケルシリサイド(ＴｉＳｉ₂)からなる第２シリサイド層１０９を選択的に形成した（図６参照）。
このとき、開口１０７以外の領域のｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５は絶縁膜１０６で覆われているため、シリサイド反応は起こらない。
次に、硫酸と過酸化水素水の混合溶液にてチタン膜を除去して第１・第２シリサイド層１０８、１０９を露出させて、工程（Ｂ）が終了した（図７参照）。

なお、実施例２の工程（Ｂ）では、熱処理温度を600℃としたが、シリコン基板側に拡散せず、かつチタンの凝集が起こらない600℃〜800℃で熱処理を行えばよく、700℃〜800℃の範囲で熱処理を行うと、面心斜方結晶のC54相が形成され、コンタクト抵抗が低下するため好ましい。
チタンシリサイドは、各種シリサイドのうちでも比較的シリコンへの金属汚染の影響が少なく、高温での熱処理においても安定しており、取り扱いが容易であるため、安定性および量産性に有利である。

＜実施例２の評価＞
実施例２の裏面コンタクト型太陽電池におけるｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５のコンタクト抵抗率と、この裏面コンタクト型太陽電池素子の発電特性について、実施例１と同様に測定し、その結果を表２に示した。なお、比較のために、第１・第２シリサイド層を有さない前記比較例の測定結果も表１に示した。
なお、表２中、「シリサイドなし」は比較例を意味し、「シリサイドあり」は実施例２を意味している。

表２に示すように、第１・第２シリサイド層１０８、１０９を有する実施例２のｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５のコンタクト抵抗率はそれぞれ0.008Ω・cm²および0.010Ω・cm²であり、同じ面積でコンタクト抵抗を低減することが確認された。
また、実施例２の短絡電流密度、開放電圧、曲線因子および発電効率はそれぞれ40.4A/cm²、0.642V、0.781および20.3%であり、主として曲線因子が改善し、発電効率が向上していることが分かった。

（実施例３）
工程（Ｂ）以外は、実施例１と同様にして実施例３の裏面コンタクト型太陽電池素子を完成させた。以下、実施例３の製造方法については工程（Ｂ）のみを説明する。

＜工程（Ｂ）＞
絶縁膜１０６上と、絶縁膜１０６の各開口１０７から露出するｎ⁺領域１０４上およびｐ⁺領域１０５上に、スパッタリング法を用いて膜厚50nmのコバルト膜を形成し、５５０℃、1分間の第一の熱処理を行った（図５参照）。
これにより、絶縁膜１０６の各開口１０７に位置するｎ⁺領域１０４とコバルト膜とをシリサイド反応させてコバルトシリサイドからなる第１シリサイド層１０８を選択的に形成し、絶縁膜１０６の各開口１０７に位置するｐ⁺領域１０５とコバルト膜とをシリサイド反応させてコバルトシリサイドからなる第２シリサイド層１０９を選択的に形成した（図６参照）。
このとき、開口１０７以外の領域のｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５は絶縁膜１０６で覆われているため、シリサイド反応は起こらない。

次に、硫酸と過酸化水素水の混合溶液にてコバルト膜を除去して第１・第２シリサイド層１０８、１０９を露出させた後、８００℃、1分間の第二の熱処理を行うことにより、コバルトシリサイド（第１・第２シリサイド層１０８、１０９）を安定化させ、工程（Ｂ）が終了した（図７参照）。
コバルトシリサイドは、各種シリサイドのうちでも比較的形成領域依存性が少なく、絶縁膜１０６の各開口１０７の直径を５０μｍ以下に小さくした場合でも抵抗率を低くすることができるため、コンタクト抵抗の低抵抗化を行う場合に有利である。
なお、実施例３の工程（Ｂ）では、コバルト膜のみをスパッタリング法により形成したが、コバルト膜上に窒化チタン膜を堆積することにより、第一の熱処理の際にコバルト膜の表面が酸化するのを防止してもよい。

＜実施例３の評価＞
実施例３の裏面コンタクト型太陽電池におけるｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５のコンタクト抵抗率と、この裏面コンタクト型太陽電池素子の発電特性について、実施例１と同様に測定し、その結果を表３に示した。なお、比較のために、第１・第２シリサイド層を有さない前記比較例の測定結果も表３に示した。
なお、表３中、「シリサイドなし」は比較例を意味し、「シリサイドあり」は実施例３を意味している。

表３に示すように、第１・第２シリサイド層１０８、１０９を有する実施例３のｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５のコンタクト抵抗率はそれぞれ0.005Ω・cm²および0.007Ω・cm²であり、同じ面積でコンタクト抵抗を低減することが確認された。
また、実施例３の短絡電流密度、開放電圧、曲線因子および発電効率はそれぞれ40.5A/cm²、0.640V、0.761および19.7%であり、主として曲線因子が改善し、発電効率が向上していることが分かった。

（実施例４）
工程（Ｂ）以外は、実施例１と同様にして実施例４の裏面コンタクト型太陽電池素子を完成させた。以下、実施例４の製造方法については工程（Ｂ）のみを説明する。

＜工程（Ｂ）＞
絶縁膜１０６上と、絶縁膜１０６の各開口１０７から露出するｎ⁺領域１０４上およびｐ⁺領域１０５上に、スパッタリング法を用いて膜厚50nmのパラジウム膜を形成し、６００℃、1分間の熱処理を行った（図５参照）。
これにより、絶縁膜１０６の各開口１０７に位置するｎ⁺領域１０４とパラジウム膜とをシリサイド反応させてパラジウムシリサイドからなる第１シリサイド層１０８を選択的に形成し、絶縁膜１０６の各開口１０７に位置するｐ⁺領域１０５とパラジウム膜とをシリサイド反応させてパラジウムシリサイドからなる第２シリサイド層１０９を選択的に形成した（図６参照）。
このとき、開口１０７以外の領域のｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５は絶縁膜１０６で覆われているため、シリサイド反応は起こらない。
次に、硫酸と過酸化水素水の混合溶液にてパラジウム膜を除去して第１・第２シリサイド層１０８、１０９を露出させて、工程（Ｂ）が終了した（図７参照）。

＜実施例４の評価＞
実施例４の裏面コンタクト型太陽電池におけるｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５のコンタクト抵抗率と、この裏面コンタクト型太陽電池素子の発電特性について、実施例１と同様に測定し、その結果を表４に示した。なお、比較のために、第１・第２シリサイド層を有さない前記比較例の測定結果も表１に示した。
なお、表４中、「シリサイドなし」は比較例を意味し、「シリサイドあり」は実施例４を意味している。

表４に示すように、第１・第２シリサイド層１０８、１０９を有する実施例２のｎ⁺領域１０４およびｐ⁺領域１０５のコンタクト抵抗率はそれぞれ0.005Ω・cm²および0.008Ω・cm²であり、同じ面積でコンタクト抵抗を低減することが確認された。
また、実施例４の短絡電流密度、開放電圧、曲線因子および発電効率はそれぞれ40.2A/cm²、0.641V、0.790および20.4%であり、主として曲線因子が改善し、発電効率が向上していることが分かった。

１０１ シリコン基板
１０２ａ 受光面
１０２ｂ 非受光面
１０３ 反射防止膜
１０４ ｎ⁺領域（第１導電型不純物領域）
１０５ ｐ⁺領域（第２導電型不純物領域）
１０６ 絶縁膜
１０７ 開口
１０８ 第１シリサイド層
１０９ 第２シリサイド層
１１０ 第１電極
１１１ 第２電極
Ｌ 間隔

Claims (7)

1. 第１導電型不純物を第１の濃度で含むシリコン基板と、このシリコン基板の受光面とは反対側の非受光面上に形成された第１電極および第２電極とを備え、
   前記シリコン基板はその非受光面の表層部の所定領域に、前記第１の濃度よりも高い第２の濃度で第１導電型不純物を含む第１導電型不純物領域と、第２導電型不純物を含む第２導電型不純物領域とを有し、
   前記第１電極が前記第１導電型不純物領域と接続すると共に、前記第２電極が前記第２導電型不純物領域と接続し、
   前記第１電極と前記第１導電型不純物領域との接触部に第１シリサイド層が形成されていると共に、前記第２電極と前記第２導電型不純物領域との接触部に第２シリサイド層が形成されていることを特徴とする裏面コンタクト型太陽電池素子。
2. 前記第１シリサイド層および前記第２シリサイド層は、ニッケルシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイドおよびパラジウムシリサイドから選択された１種または２種からなる請求項１に記載の裏面コンタクト型太陽電池素子。
3. 前記第１導電型不純物がｎ型不純物であり、前記第２導電型不純物がｐ型不純物である請求項１または２に記載の裏面コンタクト型太陽電池素子。
4. 前記シリコン基板の非受光面における前記第１シリサイド層および前記第２シリサイド層を除く領域に、絶縁層が形成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の裏面コンタクト型太陽電池素子。
5. 第１導電型不純物を第１の濃度で含むシリコン基板の受光面とは反対側の非受光面の所定領域に、前記第１の濃度よりも高い第２の濃度で第１導電型不純物を含む第１導電型不純物領域と、第２導電型不純物を含む第２導電型不純物領域とを形成する工程（Ａ）と、
   前記第１導電型不純物領域上に第１シリサイド層を形成し、かつ前記第２導電型不純物領域上に第２シリサイド層を形成する工程（Ｂ）と、
   前記第１シリサイド層上に第１電極を形成し、かつ前記第２シリサイド層上に第２電極を形成する工程（Ｃ）とを含むことを特徴とする裏面コンタクト型太陽電池素子の製造方法。
6. 前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）の間に、前記シリコン基板の非受光面の前記所定領域に開口を有する絶縁膜を非受光面上に形成する工程をさらに含み、
   前記工程（Ｂ）が、前記絶縁膜上と、前記開口から露出する第１導電型不純物領域上および第２導電型不純物領域上に、金属膜を堆積し、加熱処理して第１導電型不純物領域と金属膜との間および第２導電型不純物領域と金属膜との間でシリサイド反応を生じさせることにより、前記第１シリサイド層および前記第２シリサイド層を形成し、その後、未反応の金属膜を除去する工程である請求項５に記載の裏面コンタクト型太陽電池素子の製造方法。
7. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の裏面コンタクト型太陽電池素子を複数個備えた裏面コンタクト型太陽電池モジュール。

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