[发明专利]半导体装置及其制造方法以及太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置及其制造方法以及太阳能电池，特别是涉及具有硅层和含有硅化钡的层的半导体装置及其制造方法以及太阳能电池。

背景技术

以往已经开发出使用了含有Ba(钡)以及Si(硅)的BaSi层的太阳能电池(专利文献1及2)。BaSi的带隙比Si的带隙大，通过在BaSi层中添加Sr(锶)，能够使带隙成为适合于太阳能电池的1.4eV。由此，能够进一步提高能量转换效率。另外，为了低成本化和薄膜化，优选在玻璃基板等绝缘基板上形成BaSi层。作为在玻璃基板上形成BaSi层的方法，在非专利文献1中记载有在玻璃基板上形成(111)取向的Si的内容。在专利文献1、2及非专利文献2中记载有在(111)取向的Si上形成BaSi层的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-66719号公报

专利文献2：国际公开第2009/028560号小册子

非专利文献

非专利文献1：J.Appl.Phys.Vol.88，124(2000)

非专利文献2：Jpn.J.Appl.Phys.，Vol.43，No.4A，L478(2004)

发明概要

发明所要解决的课题

例如，如果能够实现使用了具有pn结的BaSi层的太阳能电池，则能够进一步提高太阳能电池的性能。但是，在希望于Si层上形成具有pn结的BaSi层时，很难在Si层与BaSi层之间得到良好的电接触。这样，很难在硅层与含有硅化钡的硅化物层之间，得到良好的电接触。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供半导体装置及其制造方法以及太阳能电池，能够在硅层与含有硅化钡的硅化物层之间，得到良好的电接触。

用于解决课题的手段

本发明提供一种半导体装置，其包含：硅层；含有硅化钡的中间硅化物层，其设置在所述硅层上，且具有开口；以及含有硅化钡的上部硅化物层，其被设置成覆盖中间硅化物层且经由所述开口与硅层相接，该上部硅化物层的掺杂浓度比所述中间硅化物层的掺杂浓度高。根据本发明，能够在硅层与硅化物层之间得到良好的电接触。

在上述结构中，可以构成为，所述开口的开口率为0.5以上且小于1。根据该结构，能够进一步降低硅层与硅化物层之间的接触电阻。

在上述结构中，可以构成为，所述硅层的掺杂浓度比所述中间硅化物层的掺杂浓度高。

在上述结构中，可以构成为，所述硅层与所述上部硅化物层的导电型不同。

在上述结构中，可以构成为，所述硅层和所述上部硅化物层形成了隧道结。

在上述结构中，可以构成为，所述中间硅化物层及所述上部硅化物层由硅化钡构成。

本发明提供一种半导体装置的制造方法，该制造方法包括以下步骤：在硅层上形成含有硅化钡的中间硅化物层，该中间硅化物层具有使所述硅层的表面露出的开口；以及以覆盖中间硅化物层且经由所述开口与硅层相接的方式，形成含有硅化钡的上部硅化物层，该上部硅化物层的掺杂浓度比所述中间硅化物层的掺杂浓度高；形成所述中间硅化物层的步骤是如下所述的步骤：在所述硅层上堆积钡，使所述钡与所述硅层发生反应，由此形成所述中间硅化物层。根据本发明，能够在硅层与硅化物层之间得到良好的电接触。

在上述结构中，可以构成为，形成所述上部硅化物层的步骤是如下所述的步骤：在所述中间硅化物层上以及所述硅层上同时蒸镀掺杂物、硅以及钡，由此形成所述上部硅化物层。

本发明提供一种太阳能电池，该太阳能电池具有：硅层；隧道结层，其形成在所述硅层上；pn结，其形成在所述隧道结层上，由含有硅化钡的硅化物层构成；第1电极，其从所述硅层得到载流子的供给；以及第2电极，其从所述硅化物层得到载流子的供给。根据本发明，能够在硅层与硅化物层之间得到良好的电接触。

在上述结构中，可以构成为，所述硅层为第1导电型，所述隧道结层包含：隧道硅层，其形成在所述硅层上，掺杂浓度比所述硅层的掺杂浓度高，为所述第1导电型；以及含有硅化钡的隧道硅化物层，其形成在所述隧道硅层上，为与所述第1导电型相反的第2导电型，所述硅化物层包含：第2硅化物层，其形成在所述隧道结层上，掺杂浓度比所述隧道硅化物层的掺杂浓度低，为所述第2导电型，且含有硅化钡；以及第1硅化物层，其形成在所述第2硅化物层上，为所述第1导电型，且含有硅化钡。根据该结构，能够以简单的层结构，在硅化物层内设置pn结。