JP2002141530A

JP2002141530A - 光起電力素子の形成方法、光起電力素子、半導体素子及び液相成長法

Info

Publication number: JP2002141530A
Application number: JP2000333904A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Kondo; 隆治近藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】相対的に配向性の低い安価な基板上において
も、特定の面方位に配向したシリコン層の形成が可能な
シリコン層の形成方法を用いた光起電力素子の形成方
法、形成された光起電力素子、及び半導体素子を提供す
る。【解決手段】金属溶媒１０９にシリコンを溶解した過
飽和溶液に基板１０３を接触させることにより基板１０
３上にシリコン層１１０を析出させる光起電力素子の形
成方法において、過飽和溶液に基板１０３と接触させる
前に、基板１０３表面にシリコン系薄膜１０７を高周波
プラズマＣＶＤ法を用いて形成しておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光起電力素子の形成方
法、光起電力素子、半導体素子及び液相成長法に関す
る。より詳細には、低コストシリコン基板上に液相成長
法を用いてシリコン層を形成する太陽電池、センサー等
の光起電力素子の形成方法、光起電力素子、半導体素子
及び液相成長法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高品質な結晶性をもつシリコン層の形成
方法の一つとして、比較的低融点の金属溶媒中にシリコ
ン原子を飽和濃度まで溶解させ、次に金属溶媒中のシリ
コン原子を過飽和の状態にして基板上にシリコン層を形
成する液相成長法があげられる。液相成長法は、原料材
料の融点よりも低い温度において、完全結晶に近い高品
質のエピタキシャル膜の形成が可能であるという利点が
ある。

【０００３】前記の利点をいかして液相成長法を用いて
半導体デバイスを製造した例として、特開平１０−９８
２０５号公報では、インジウムを金属溶媒としてシリコ
ン基板の表面にシリコン層を形成する工程を含む太陽電
池の形成方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の液相成長法を用
いたシリコン層の形成方法、及びそれを用いた半導体素
子の形成方法は、特に単結晶シリコン基板上において、
シリコンの融点以下の温度で優れた結晶性をもつシリコ
ン層をエピタキシャル成長させることが可能な優れた方
法である。ただし、より安価である配向性の低い基板、
あるいは無配向の基板上に、特定の面方位に配向したシ
リコン層を形成することができないという問題点があっ
た。

【０００５】本発明は、相対的に配向性の低い安価な基
板上においても、特定の面方位に配向したシリコン層の
形成が可能なシリコン層の形成方法を用いた光起電力素
子の形成方法、形成された光起電力素子、及び半導体素
子を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子の
形成方法は、金属溶媒にシリコンを溶解した過飽和溶液
を基板と接触させることにより前記基板上にシリコン層
を析出させる光起電力素子の形成方法において、前記過
飽和溶液を基板と接触させる前に、前記基板表面にシリ
コン系薄膜を高周波プラズマＣＶＤ法を用いて形成して
おくことを特徴とする。

【０００７】本発明の光起電力素子は、高周波プラズマ
ＣＶＤ法により形成されたシリコン系薄膜を表面に有す
る基板を、金属溶媒にシリコンを溶解させて作成した過
飽和溶液と接触させることにより形成されたシリコン層
を該基板上に有することを特徴とする。

【０００８】本発明の半導体素子は、高周波プラズマＣ
ＶＤ法により形成されたシリコン系薄膜を表面に有する
基板を、金属溶媒にシリコンを溶解させて作成した過飽
和溶液と接触させることにより形成されたシリコン層を
該基板上に有することを特徴とする。

【０００９】本発明の液相成長法は、金属溶媒にシリコ
ンを溶解した過飽和溶液を基板と接触させることにより
前記基板上にシリコン層を析出させる液相成長法におい
て、前記過飽和溶液を基板と接触させる前に、前記基板
表面にシリコン系薄膜を高周波プラズマＣＶＤ法を用い
て形成しておくことを特徴とする。

【００１０】前記金属溶媒は、インジウム、ガリウム、
または錫の中から選ばれることが好ましい。前記基板
は、結晶性シリコン基板であることが好ましい。前記シ
リコン系薄膜を形成する前に、前記結晶性シリコン基板
の表面を金属溶媒中に溶解したあと、前記金属溶媒中の
シリコンを前記結晶性シリコン基板の表面に析出させて
析出層を形成する工程を含むことが好ましい。前記結晶
性シリコン基板が、鋳型に入れたシリコン粒を溶融及び
固化することにより形成することが好ましい。前記シリ
コン粒が、金属級のシリコン粒であることが好ましい。
前記鋳型の材質がカーボングラファイト、シリコンカー
バイト、窒化シリコン、窒化ホウ素の中から選ばれるこ
とが好ましい。前記結晶性シリコン基板表面と接する前
記鋳型の表面が、少なくとも窒化シリコンを含む剥離剤
が被膜されていることが好ましい。前記シリコン系薄膜
が結晶相を含むことが好ましい。前記シリコン系薄膜が
選択配向性をもつことが好ましい。前記シリコン層が、
前記シリコン系薄膜と同じ選択配向性をもつことが好ま
しい。前記選択配向性が、（１１０）であることが好ま
しい。前記選択配向性が、前記基板の配向性と異なるこ
とが好ましい。前記液相成長法が、水素雰囲気中で行な
われることが好ましい。前記原料ガスが、シリコン原子
を含有するガスと水素を含むことが好ましい。前記原料
ガスが、ドーピングガスを含むことが好ましい。

【００１１】

【作用及び発明の実施の形態】上記の構成にすることに
より、以下の作用がある。

【００１２】金属溶媒に飽和量以上のシリコンを溶解さ
せた過飽和溶液を基板と接触させることにより前記基板
上にシリコン層を析出させる液相成長方法では、準安定
状態である過飽和溶液に基板を接触させると、前記基板
を種子核とする形で、まず初期膜が形成され、その後初
期膜の構造にそってシリコン層が形成されていく。前記
初期膜を含めたシリコン層の形成は、シリコン層の形成
表面において成長と溶解という相反する二つの反応が起
きており、そのうち相対的に成長反応の方が優勢である
ために、シリコン層の形成が行なわれるというプロセス
からなるものである。ここで、成長と溶解という相反す
る二つの反応過程によってシリコン層が形成された場合
には、溶解の過程では、相対的に結合力の小さな、すな
わち相対的に結晶性の劣る領域が表面領域から溶解され
ながら、同時にシリコン層の形成が行なわれるため、結
晶性の良好なシリコン層の形成が可能になると思われ
る。

【００１３】前記基板が単結晶からなる場合には、前記
基板表面に均質な膜厚で均質な結晶性をもつシリコン層
の形成が比較的容易に行なわれるが、前記基板の表面
が、非単結晶である場合には、表面に凹凸形状を形成し
ながらシリコン層の形成が行なわれやすいという間題点
がある。これは、前記基板が配向性の低い基板であった
り、無配向の基板であるときに、液相成長によるシリコ
ン層の形成が基板の構造を引き継ぐように行われると、
場所により配向の違う成長領域が存在することによると
思われる。すなわち、配向している面の種類により、成
長面に対するＳｉ原子の配置の仕方が異なっており、そ
れに応じて成長面に対するＳｉ−Ｓｉ結合の角度や、Ｓ
ｉ原子が付着するときに関与する結合の数が異なってく
るために、前述の、成長と溶解という相反する二つの反
応過程における、両反応の反応速度のバランスが、配向
している面により異なり、そのため、配向面ごとに形成
速度が異なるためであると考えられる。

【００１４】ここで、前記過飽和溶液を前記基板と接触
させる前に、前記基板表面に特定の配向性をもつシリコ
ン系薄膜を形成することによって、相対的に配向性の低
い安価な基板上においても均質な膜厚で均質な結晶性を
もつシリコン層の形成を液相成長法によって行なうこと
が可能になる。特に前記シリコン系薄膜の形成方法が、
真空容器内にシリコン原子を含有するガスと水素を含む
原料ガスを導入し前記真空容器内に導入した前記基板上
に高周波プラズマＣＶＤ法を用いて行なった場合には、
相対的に下地の配向の束縛を受けずに所望の配向膜を形
成することが可能であり、さらに水素を含むプラズマに
よって基板上に直接、あるいはシリコン系薄膜に含有さ
れる水素の拡散によって、基板内部に水素原子を含有さ
せるようにすることができるため、基板内の粒界や欠陥
の不活性化を行なうことにより基板の高品質化を図るこ
とができ、同時に基板とシリコン層間の界面準位も低下
することができると思われる。上記の効果は液相成長時
で形成されるシリコン層に対しても同様にはたらくもの
と考えられる。

【００１５】また、ダイヤモンド構造をとる結晶性シリ
コンにおいては、（１１０）面は、面内の原子密度が最
も高く、成長最表面内のシリコン原子は、４本の結合手
のうち３本を他のシリコン原子と共有結合で結合されて
いる構造のため、この面を成長面とした場合に、密着性
及び耐候性の良好なシリコン系薄膜を形成することがで
き、また成長面に垂直な六角形のチャンネル構造を形成
しながら成長をしているために、成長方向とキャリアの
走行方向が同一である素子については、特に好ましいも
のであると考えられる。そのため、前記シリコン系薄
膜、及びその構造を引継いで形成されるシリコン層の前
記特定の配向性が（１１０）であることは好ましいもの
であると考えられる。

【００１６】また、前記シリコン系薄膜をシリコン層よ
りも高濃度にドーパントが含まれている層とすること
で、前記シリコン系薄膜がＢＳＦ層として機能するた
め、光電変換特性の優れた光起電力素子の形成が可能に
なる。ここで、前記シリコン系薄膜を形成するときの所
定量のドーピングガスを含んだ原料ガスを用いること
で、所望のｐ⁺層あるいはｎ⁺層を形成することが可能に
なるため、光電変換特性の優れた光起電力素子の形成が
可能になる。

【００１７】前記シリコン系薄膜を形成する前に、結晶
性シリコン基板表面を金属溶媒中に溶解したあと、前記
金属溶媒中のシリコンを前記結晶性シリコン基板に析出
させて、前記シリコン基板の表面部分を析出層とするこ
とで、より基板の表面部分の純度を高めることが可能に
なる。これは、偏析効果により大部分の不純物を前記結
晶性シリコン基板表面から除去することができるためで
あると考えられる。ここで、融点が相対的に低いこと、
前記結晶性シリコン基板表面層を充分に溶解することが
できるという理由から、前記金属溶媒としては、インジ
ウム、ガリウム、または錫の中から選ばれることが特に
好ましいものである。

【００１８】また前記結晶性シリコン基板を、鋳型に入
れたシリコン粒を溶融及び固化することによって直接形
成することにより、従来のキャスト法などを用いて基板
をスライスするという工程を省くことが可能になるた
め、タクトタイムの向上及び低コスト化がはかれるとい
う利点があると考えられる。特に前記シリコン粒とし
て、純度の低い安価な金属級シリコン粒を用いること
で、さらなる低コスト化をはかることが可能である。

【００１９】また、鋳型の材料としては、加工の容易性
や加工の点からカーボングラファイトを用いることが好
ましいが、固化したシリコンを離型させる材料を塗布で
き、なおかつ融点がシリコンの融点よりも高いシリコン
カーバイト、窒化シリコン、窒化ホウ素も好適なもので
ある。また、鋳型は、横方向あるいは縦方向に板状に溝
をつけたものであって、このような溝が一つの鋳型の中
に複数個あってもよい。また、横方向の溝に対しては垂
直方向に、縦方向の溝に対しては水平方向にそれぞれ非
対称に形成したり、放射板をつけたりなどすることで、
固化時の熱の流れを制御することで金属級シリコンに含
まれる不純物をシート表面片側に偏析させると同時に、
結晶粒径を拡大させることも可能である。

【００２０】また窒化シリコンは、溶融したシリコンに
対して反応を起こさず、かつ接触角が大きいために、鋳
型の内部に塗布することによって、鋳型からシリコンを
剥離することを助ける剥離剤として好適に用いることが
できる。必要に応じて酸化シリコンなどを添加すること
も好ましいものである。鋳型内への剥離剤の皮膜の方法
としては、粉末状の窒化シリコンを分散させた有機溶剤
あるいはシラノール溶液を鋳型内にスプレーし、４００
℃以上の熱処理をする方法などがあげられる。

【００２１】また、前記液相成長法を水素雰囲気中で行
なうことにより、基板の表面領域に存在する自然酸化膜
を除去することが可能になるため、より好ましいもので
ある。次に本発明の光起電力素子の製造方法及び構成要
素について、金属級シリコン粒を溶融固化して得られた
無配向の結晶性シリコン基板に溶解再析出の処理を行な
ったのちに、前記結晶性シリコン基板上に高周波プラズ
マＣＶＤ法で（１１０）配向のシリコン系薄膜を形成
し、そのあとで液相成長法でシリコン層を形成した構成
を例にとって、図１を用いて説明する。

【００２２】まず、金属級シリコン粒１０２を横方向に
板状に溝を設けた鋳型１０１内に投入した（図１
（ａ））。金属級シリコンとしては、不純物元素を０．
１〜２％含むものが安価で容易に用いられる。粒状ある
いは粉末状にしてから溶融される前に必要に応じてあら
かじめ塩酸などの酸による処理を行ない、不純物の量を
軽減しておくことも可能である。

【００２３】次に鋳型１０１を電気炉内に入れてシリコ
ンの融点（〜１４１５℃）以上に一定時間保持すること
により金属級シリコン粒１０２を溶融した。次に温度を
下げて固化させることにより板状の結晶性シリコン基板
１０３を作製した（図１（ｂ）、図１（ｃ））。

【００２４】得られた結晶性シリコン基板１０３に対し
て、必要であれば溶解／析出を行なうことにより、結晶
性シリコン基板１０３の表面に析出層１０４を析出させ
る。結晶性シリコン基板１０３をカーボングラファイト
などで形成されたボート１０５に載置し、金属溶媒１０
６を結晶性シリコン基板１０３表面に接触させて電気炉
内に入れ、結晶性シリコン基板１０３を金属溶媒中に溶
解させた。次いで温度を下げて、溶媒中のシリコンの濃
度を飽和あるいは過飽和状態にして結晶性シリコン基板
１０３表面に析出層１０４を析出させた。（図１
（ｄ）、図１（ｅ））。金属溶媒１０６を結晶性シリコ
ン基板１０３表面に接触させる方法としては、スライド
方式や、ｔｉｐｐｉｎｇ方式が用いられる。

【００２５】次に得られた結晶性シリコン基板１０３を
高周波プラズマＣＶＤ装置を用いて、前記結晶性シリコ
ン基板１０３上にシリコン系薄膜１０７を形成した（図
１（ｆ））。

【００２６】以下、高周波プラズマＣＶＤ法によって本
発明のシリコン系薄膜１０７を形成する手順の好適な例
を示す。（１）減圧状態にできる半導体形成用真空容器内を所定
の堆積圧力に減圧する。（２）堆積室内に原料ガスを導入し、堆積室内を真空ポ
ンプによって排気しつつ、堆積室内を所定の堆積圧力に
設定する。（３）結晶性シリコン基板１０３をヒーターによって所
定の温度に設定する。（４）高周波電源によって発振された高周波を前記堆積
室に導入する。前記堆積室への導入方法は、高周波がマ
イクロ波の場合には導波管によって導き石英、アルミ
ナ、窒化アルミニウムなどの誘電体窓を介して堆積室内
に導入したり、高周波がＶＨＦやＲＦの場合には同軸ケ
ーブルによって導き、金属電極を介して堆積室内に導入
したりする方法がある。（５）堆積室内にプラズマを生起させて原料ガスを分解
し、堆積室内に配置された結晶性シリコン基板１０３上
にシリコン系薄膜１０７を形成する。

【００２７】シリコン系薄膜１０７の形成条件として
は、堆積室内の基板温度は１００〜４５０℃、圧力は
０．６７Ｐａ（０．５ｍＴｏｒｒ）〜１．５×１０⁴Ｐ
ａ（１１３Ｔｏｒｒ）、高周波パワー密度は０．００１
〜１Ｗ／ｃｍ³（投入電力／堆積室体積）、高周波の周
波数は１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚが好適な条件としてあげ
られる。

【００２８】本発明のシリコン系薄膜１０７の形成に適
した原料ガスは、シリコン原子を含有するガスと水素の
混合ガスである。シリコン原子を含有するガスとして
は、ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆等の水素化シリコン、ＳｉＦ₄、
Ｓｉ₂Ｆ₆、ＳｉＨ₂Ｆ₂、ＳｉＨ ₂Ｃｌ₂、ＳｉＣｌ₄、Ｓ
ｉ₂Ｃｌ₆等のハロゲン化シリコンなどが好適なものであ
る。常温で気化しているものはガスボンベを用い、液化
しているものは不活性ガスによるバブリングを行なって
使用する。またドーピングガスとしては、シリコン系薄
膜をｐ型層（ｐ＋型層）とする場合にはＢ₂Ｈ₆、ＢＦ₃
などが、シリコン系薄膜をｎ型層（ｎ＋型層）とする場
合には、ＰＨ₃、ＰＦ₃などが用いられる。

【００２９】次にシリコン系薄膜１０７を析出させた結
晶性シリコン基板１０３をカーボングラファイトで形成
されたボート１０８内に載置し水素雰囲気中で金属溶媒
１０９を用いた液相成長法により基板上にシリコン層１
１０を形成した（図１（ｇ）、図１（ｈ））。

【００３０】ここで、本発明で使用される液相成長法に
おいて、シリコン層１１０の成長温度としては、５００
〜１１００℃の範囲が好ましく、より好適には７００〜
１０５０℃の範囲が選ばれる。また本発明で使用される
金属溶媒１０９は、９９．９％〜９９．９９９９％の純
度のものが望ましい。液相成長法で用いる金属溶媒とし
ては、銅、アルミニウム、錫、インジウム、ガリウム及
びこれらの合金などがあげられるが、特にインジウムを
用いて液相成長を行なう方法では、インジウム原子及び
溶質として用いる原料シリコン中に含有される重金属の
シリコン膜中への取り込みを抑制することが可能にな
る。この理由としては、インジウムは金属元素と合金を
作りやすいために、溶媒中に溶融した金属原子が、シリ
コン層形成の過程において溶媒中にとどまりやすいため
であること、及びインジウムの原子半径が、シリコンの
４配位席の空間体積に対して相対的に大きいためである
ことなどが考えられる。

【００３１】本発明で使用される液相成長法としては、
除冷法、温度差法が一般的に用いられるが、特開平６−
１９１９８７号公報に開示されている恒温法を用いるこ
とも可能である。また本発明において使用される液相成
長や、金属溶媒で溶解、析出するときのボートとして
は、カーボングラファイト、シリコンカーバイト、窒化
シリコンなどが適している。本発明に用いられる炉とし
ては、制御性の上から電気炉が好ましく、シリコンの融
点以上の温度まで安定して保持できるものが用いられ、
固化される層の結晶性の維持の点から、およそ−３０℃
／ｍｉｎ以下の冷却速度で降温できるのが好ましい。

【００３２】次に第二のシリコン層１１０の表面にｎ⁺
層１１１を設け接合を形成した。ｎ⁺層の形成方法とし
ては、ガス拡散法、固相拡散法、イオン打ち込み法など
から選ぶことができる。ガス拡散法では拡散源として、
Ｐ₂Ｏ₅、ＰＯＣｌ₃、ＰＨ₃などがあげられ、これらを用
いて８５０〜９５０℃程度の温度で拡散させる。固相拡
散法では、基板表面にドーパントを含んだ拡散剤を堆積
し、高温度で基板中にドライブインさせることにより行
なう。拡散剤としては、ＣＶＤ法でドーパントを含有し
た酸化シリコンを堆積させたもの、塗布法によりＰ₂Ｏ₅
などをアルコールなどの溶剤に溶かして塗布したものな
どがあげられる（図１（ｉ））。

【００３３】さらにこのあと、ｎ⁺層１１１上に不図示
の集電電極、反射防止膜、裏面電極を設けることにより
光起電力素子が形成できる。ここで、集電電極、裏面電
極の形成方法としては、Ｎｉ、ＡＵ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐ
ｄ、Ａｌなどを蒸着法や、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕなどのメッ
キ法や、Ａｇペーストなどを用いた印刷法などがあげら
れる。また反射防止膜としては、ＩＴＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ
₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＭｇＦ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｎＯ₂等を好適に用いるこ
とができる。その形成方法としては、蒸着、ＣＶＤ、ス
プレー、スピンオン、浸漬などの方法が好適である。こ
れらの材料に導電率を変化させる物質を添加してもよ
い。

【００３４】また、上記で形成した接合に加えて、高周
波プラズマＣＶＤ法を用いて形成したｐｉｎ接合などを
直列に積層した構造としてもかまわない。

【００３５】

【実施例】以下の実施例では、半導体素子として太陽電
池を例に挙げて本発明を具体的にするが、本発明は、液
相法を用いて基板上にシリコン層を析出させる液相成長
法、液相成長法により形成されたシリコン層及び前記シ
リコン層を含む半導体素子に関するものであり、半導体
素子としてはトランジスタ、ダイオード、ＬＥＤなどに
適用が可能であり、特に太陽電池に限定されるものでは
ない。

【００３６】（実施例１）図１に示す方法で、以下の手
順で光起電力素子を形成した。１２０℃に加熱した塩酸
／過酸化水素水混合溶液に、粉末状の金属級シリコン１
０２（純度９８％）を通して不純物を浸出させたあと、
洗浄、乾燥してから図１（ａ）に示すようにカーボング
ラファイト製の鋳型１０１の溝に充填した。このとき鋳
型１０１の溝の内面には、あらかじめＳｉ₃Ｎ₄粉末を分
散させたシラノール溶液を塗布し、４００℃の熱処理を
して剥離用被膜を形成しておいた。

【００３７】電気炉に鋳型を投入し、シリコンの融点よ
りも高い一定温度である１５００℃に保持した。２０分
経過したところで、−１０℃／ｍｉｎの降温速度で除冷
して固化させることによりシート状の結晶性シリコン基
板１０３を形成した。

【００３８】作成した結晶性シリコン基板１０３を、図
１（ｄ）に示すようなカーボンボート１０５内に載置し
た。次に錫からなる金属溶媒１０６を結晶性シリコン基
板１０３上に接触させて電気炉内に入れた。電気炉内を
１０５０℃に保持し、結晶性シリコン基板１０３の表面
層を、錫溶媒中に溶解させた。シリコンが錫溶媒中に充
分飽和したところで、電気炉を制御して温度を−５℃／
ｍｉｎの速度で下げ、溶媒中のシリコンを結晶性シリコ
ン基板１０３上に再析出させ、析出層１０４を形成し
た。１時間析出させたあと、ボート１０５をスライドさ
せて錫溶媒を取り除いた。形成した結晶性シリコン基板
１０３は、無配向の多結晶シリコン基板であった。

【００３９】次に前記結晶性シリコン基板１０３上に高
周波プラズマＣＶＤ法を用いてシリコン系薄膜１０４を
形成した。図２は、本発明のシリコン系薄膜を製造する
堆積膜形成装置の一例を示す模式的な断面図である。図
２に示す堆積膜形成装置２０１は、ロードロック室２０
２、アンロードロック室２０３、ｐ型シリコン系薄膜形
成容器２１１が、ゲート２２１、２２２を介して結合す
ることによって構成されている。

【００４０】ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１１は、プ
ラズマ生起領域を形成する堆積室を有している。該堆積
室内の平板状の高周波導入部２４１には、高周波電源２
５１から高周波電力を印加することによってグロー放電
を生起させ、それによって原料ガスを分解し結晶性シリ
コン基板１０３上に、ドーパント原子を含有した膜を堆
積させる。高周波導入部２４１は、結晶性シリコン基板
１０３と対向している。結晶性シリコン基板１０３は不
図示の試料ホルダーに設置されて、電気的に接地されて
いる対向電極２４２上に載置されている。また対向電極
２４２中には不図示のヒーターが具備されている。

【００４１】ロードロック室２０２、アンロードロック
室２０３、ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１１には、原
料ガスやリーク用ガスを導入するためのガス導入管２３
１〜２３３が接続されている。

【００４２】まずロードロック室２０２に、結晶性シリ
コン基板１０３を設置した試料ホルダーを投入する。次
にロードロック室２０２、アンロードロック室２０３、
ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１１を不図示の真空ポン
プからなる真空排気系により、６．７×１０^-4Ｐａ（５
×１０^-6Ｔｏｒｒ）以下まで充分に真空排気した。次に
ゲート２２１を介して結晶性シリコン基板１０３をシリ
コン系薄膜形成容器２２１内の対向電極２４２上に載置
させた。

【００４３】次に、真空排気系を作動させつつ、シリコ
ン系薄膜形成容器２２１へガス導入管２３３から原料ガ
スを供給した。形成条件は表１に示す通りである。

【００４４】次に、ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１１
内の高周波導入部２４１に高周波電源２５１より高周波
を導入し、ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１１内の堆積
室内にグロー放電を生起し、結晶性シリコン基板１０３
上に、微結晶ｐ⁺型半導体層であるシリコン系薄膜１０
４を５０００ｎｍ形成した。ここで、ｐ型シリコン系薄
膜形成容器２１１には周波数６０ＭＨｚの高周波を、パ
ワー密度が３００ｍＷ／ｃｍ³になるように調整しなが
ら高周波導入部２４１から導入した。

【００４５】シリコン系薄膜１０４の形成が終わった
ら、高周波及び原料ガスの供給を停止し、ｐ型シリコン
系薄膜形成容器２１１を不図示の真空ポンプからなる真
空排気系により、６．７×１０^-4Ｐａ（５×１０^-6Ｔｏ
ｒｒ）以下まで充分に真空排気した。次にゲート２２２
を介して結晶性シリコン基板１０３をアンロードロック
室２０３に搬送し、冷却後に結晶性シリコン基板をアン
ロードロック室２０３から搬出した。シリコン系薄膜は
（１１０）面に選択配向をしていた。

【００４６】表面にシリコン系薄膜を形成した結晶性シ
リコン基板１０３を図１（ｇ）に示すようなカーボンボ
ート１０８内に載置し、インジウムからなる金属溶媒１
０９を用いた液相成長法により、水素雰囲気中において
過冷却度１０℃、成長開始温度９４０℃として、降温速
度−２．５℃／ｍｉｎでシリコン層１１０を４０μｍ形
成した。

【００４７】シリコン層１１０の表面にＰＯＣｌ₃を拡
散源として、９００℃の温度でＰの熱拡散を行なってｎ
＋層１１１を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを形成
した。形成されたｎ＋層表面のデッド層をエッチングに
より除去し、約０．１５μｍの接合深さを得た。さらに
集電電極、反射防止膜を形成し、結晶性シリコン基板１
０３の裏面側にＡｌを蒸着して裏面電極を形成し、太陽
電池を得た（実施例１）。

【００４８】（比較例１）シリコン系薄膜１０７を形成
しなかったこと以外は実施例１と同様な方法で、結晶性
シリコン基板１０３上にシリコン層１１０を形成した。

【００４９】次に実施例１と同様の方法を用いて、太陽
電池を得た（比較例１）。

【００５０】それぞれの太陽電池の光電変換効率をソー
ラーシミュレーター（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃ
ｍ²）を用いて測定した。その結果、実施例１で形成し
た太陽電池は、比較例１で形成した太陽電池と比較し
て、１．２０倍の光電変換効率を示した。また、実施例
１のシリコン層は、（１１０）面に選択配向していた
が、比較例１のシリコン層は無配向であった。

【００５１】配向性の比較、及び光電変換効率の比較か
ら、本発明による光起電力素子の形成方法では、無配向
の結晶性シリコン基板上にも、高周波プラズマＣＶＤ法
で配向性のあるシリコン系薄膜を形成することによっ
て、配向性のあるシリコン層の形成が可能になり、また
シリコン系薄膜がＢＳＦ層として効果的に機能し、その
結果本発明の光起電力素子はより光電変換効率の優れた
特長を持つことがわかる。

【００５２】（実施例２）図３に示す方法で、以下の手
順で光起電力素子を形成した。

【００５３】純度９８％の金属級シリコンを原料とし
て、引き上げ法（ＣＺ法）によりインゴットを引き上
げ、０．５ｍｍ厚のウエハ状にスライスして結晶性シリ
コン基板１０３を形成した（図３（ａ））。形成した結
晶性シリコン基板１０３は、無配向の多結晶シリコン基
板であった。

【００５４】結晶性シリコン基板１０３を炉型から取り
出したあと、実施例１と同様に前記結晶性シリコン基板
１０３上に高周波プラズマＣＶＤ法を用いてシリコン系
薄膜１０７を形成した。形成条件は表２に示す通りであ
る。ここで、結晶性シリコン基板１０３上に、微結晶ｐ
⁺型半導体層であるシリコン系薄膜１０４を５０００ｎ
ｍ形成した。ここで、ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１
１には周波数１００ＭＨｚの高周波を、パワー密度が４
００ｍＷ／ｃｍ³になるように調整しながら高周波導入
部２４１から導入した。

【００５５】シリコン系薄膜１０４の形成が終わった
ら、高周波及び原料ガスの供給を停止し、ｐ型シリコン
系薄膜形成容器２１１を不図示の真空ポンプからなる真
空排気系により、６．７×１０^-4Ｐａ（５×１０^-6Ｔｏ
ｒｒ）以下まで充分に真空排気した。次にゲート２２２
を介して結晶性シリコン基板１０３をアンロードロック
室２０３に搬送し、冷却後に結晶性シリコン基板をアン
ロードロック室２０３から搬出した。シリコン系薄膜は
（１１０）面に選択配向をしていた。

【００５６】表面にシリコン系薄膜を形成した結晶性シ
リコン基板１０３を図３（ｃ）に示すようなカーボンボ
ート１０８内に載置し、錫からなる金属溶媒１０９を用
いた液相成長法により、水素雰囲気中において液相成長
開始時の過冷却度１０℃、成長開始温度１０００℃とし
て、降温速度−２．０℃／ｍｉｎでシリコン層１１０を
４０μｍ形成した。

【００５７】シリコン層１１０の表面にＰＯＣｌ₃を拡
散源として、９００℃の温度でＰの熱拡散を行なってｎ
⁺層１１１を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを形成
した。形成されたｎ⁺層表面のデッド層をエッチングに
より除去し、約０．１５μｍの接合深さを得た。さらに
集電電極、反射防止膜を形成し、結晶性シリコン基板１
０３の裏面側にＡｌを蒸着して裏面電極を形成し、太陽
電池を作成した（実施例２）。

【００５８】（比較例２）シリコン系薄膜１０７を形成
しなかったこと以外は実施例２と同様な方法で、結晶性
シリコン基板１０３上にシリコン層１１０を形成した。

【００５９】次に実施例２と同様の方法を用いて、太陽
電池を得た（比較例２）。

【００６０】それぞれの太陽電池の光電変換効率をソー
ラーシミュレーター（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃ
ｍ²）を用いて測定した。その結果、実施例２で形成し
た太陽電池は、比較例２で形成した太陽電池と比較し
て、１．１５倍の光電変換効率を示した。また碁盤目テ
ープ法（切り傷の隙間間隔１ｍｍ、ます目の数１００）
を用いて結晶性シリコン基板１０３とシリコン層１１０
との間の密着性を調べた。また、実施例２のシリコン層
は、（１１０）面に選択配向していたが、比較例２のシ
リコン層は無配向であった。

【００６１】配向性の比較、光電変換効率の比較、及び
碁盤目テープ法の比較から、本発明による光起電力素子
の形成方法では、無配向の結晶性シリコン基板上にも、
高周波プラズマＣＶＤ法で配向性のあるシリコン系薄膜
を形成することによって、配向性のあるシリコン層の形
成が可能になり、またシリコン系薄膜がＢＳＦ層として
効果的に機能し、また密着性にもすぐれており、その結
果本発明の光起電力素子はより光電変換効率の優れた特
長を持つことがわかる。

【００６２】（実施例３）図３に示す方法で、単結晶シ
リコンウエハ上に、インジウムを用いた液相成長法によ
り、シリコン層を堆積し、これを活性層として光起電力
素子を形成した。

【００６３】（１００）配向の単結晶ウエハからなる結
晶性シリコン基板上に、実施例１と同様に上に高周波プ
ラズマＣＶＤ法を用いてシリコン系薄膜１０７を形成し
た。形成条件は表１に示す通りである。ここで、結晶性
シリコン基板１０３上に、微結晶ｐ＋型半導体層である
シリコン系薄膜１０４を５０００ｎｍ形成した。ここ
で、ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１１には周波数１０
０ＭＨｚの高周波を、パワー密度が４００ｍＷ／ｃｍ³
になるように調整しながら高周波導入部２４１から導入
した。

【００６４】シリコン系薄膜１０４の形成が終わった
ら、高周波及び原料ガスの供給を停止し、ｐ型シリコン
系薄膜形成容器２１１を不図示の真空ポンプからなる真
空排気系により、６．７×１０^-4Ｐａ（５×１０^-6Ｔｏ
ｒｒ）以下まで充分に真空排気した。次にゲート２２２
を介して結晶性シリコン基板１０３をアンロードロック
室２０３に搬送し、冷却後に結晶性シリコン基板をアン
ロードロック室２０３から搬出した。シリコン系薄膜は
（１１０）面に選択配向をしていた。

【００６５】表面にシリコン系薄膜を形成した結晶性シ
リコン基板１０３を図３（ｃ）に示すようなカーボンボ
ート１０８内に載置し、インジウムからなる金属溶媒１
０９を用いた液相成長法により、水素雰囲気中において
液相成長開始時の過冷却度１０℃、成長開始温度９５０
℃として、降温速度−２．０℃／ｍｉｎでシリコン層１
１０を４０μｍ形成した。

【００６６】シリコン層１１０の表面にＰＯＣｌ₃を拡
散源として、９００℃の温度でＰの熱拡散を行なってｎ
⁺層１１１を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを形成
した。形成されたｎ＋層表面のデッド層をエッチングに
より除去し、約０．１５μｍの接合深さを得た。さらに
集電電極、反射防止膜を形成し、結晶性シリコン基板１
０３の裏面側にＡｌを蒸着して裏面電極を形成し、太陽
電池を作成した（実施例３）。

【００６７】（比較例３）シリコン系薄膜１０７を形成
しなかったこと以外は実施例３と同様な方法で、結晶性
シリコン基板１０３上にシリコン層１１０を形成した。

【００６８】次に実施例３と同様の方法を用いて、太陽
電池を得た（比較例３）。

【００６９】それぞれの太陽電池の光電変換効率をソー
ラーシミュレーター（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃ
ｍ²）を用いて測定した。その結果、実施例３で形成し
た太陽電池は、比較例３で形成した太陽電池と比較し
て、１．１０倍の光電変換効率を示した。また、実施例
３のシリコン層は、（１１０）面に選択配向していた
が、比較例２のシリコン層は（１００）面に選択配向し
ていた。

【００７０】配向性の比較、光電変換効率の比較から、
本発明による光起電力素子の形成方法では、単結晶シリ
コン基板上にも、高周波プラズマＣＶＤ法で基板と別の
配向性をとるシリコン系薄膜を形成することによって、
単結晶シリコン基板とは異なる配向性をもつシリコン層
の形成が可能になり、またシリコン系薄膜がＢＳＦ層と
して効果的に機能し、その結果本発明の光起電力素子は
より光電変換効率の優れた特長を持つことがわかる。

【００７１】（実施例４）実施例１で形成したｎ＋層１
１１上に、高周波プラズマＣＶＤ法を用いてｐｉｎ接合
を直列に堆積し、図４に示すような積層型の光起電力素
子を形成した。

【００７２】図５は、本発明のシリコン系薄膜を製造す
る堆積膜形成装置の一例を示す模式的な断面図である。
図５に示す堆積膜形成装置２０１は、図２に示した堆積
膜形成装置に対して、ｉ型シリコン系薄膜形成容器２１
２と、ｎ型シリコン系薄膜形成容器２１３を加えた構造
になっており、各容器が、ゲート２２１〜２２４を介し
て結合することによって構成されている。

【００７３】実施例１のシリコン系薄膜の形成と同様の
手順で、高周波導入部２４１〜２４３に高周波電源２５
１〜２５３より高周波を導入し、ｎ＋層１１１上に、ｐ
型シリコン半導体層３０１（膜厚２０ｎｍ）、ｉ型シリ
コン半導体層３０２（膜厚５００ｎｍ）、ｎ型シリコン
半導体層３０３（膜厚２０ｎｍ）を形成した。形成条件
は表３に示す通りである。

【００７４】ここで、ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１
１には周波数１３．５６ＭＨｚ、パワー密度３０ｍＷ／
ｃｍ³の高周波電力を、ｉ型シリコン系薄膜形成容器２
１２には、周波数１００ＭＨｚ、パワー密度１５０ｍＷ
／ｃｍ³の高周波電力を、ｎ型シリコン系薄膜形成容器
２１３には周波数１３．５６ＭＨｚ、パワー密度５ｍＷ
／ｃｍ³の高周波電力を導入した。

【００７５】さらに実施例１と同様に、集電電極、反射
防止膜を形成し、結晶性シリコン基板１０３の裏面側に
Ａｌを蒸着して裏面電極を形成し、太陽電池を得た（実
施例４）。

【００７６】得られた太陽電池の光電変換効率をソーラ
ーシミュレーター（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ²）
を用いて測定した。その結果、実施例４で形成した太陽
電池は、実施例１で形成した太陽電池と比較して、１．
２０倍の光電変換効率を示した。以上のことから本発明
の光起電力素子はより光電変換効率の優れた特長を持つ
ことがわかる。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【表２】

【００７９】

【表３】

【００８０】

【発明の効果】相対的に配向性の低い安価な基板上にお
いても、特定の面方位に配向したシリコン層の形成が可
能となり、高効率の光起電力素子の形成が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光起電力素子の製造方法及び構成要素
の一例を示す模式的な断面図

【図２】本発明の光起電力素子を製造する堆積膜形成装
置の一例を示す模式的な断面図

【図３】本発明の光起電力素子の製造方法及び構成要素
の一例を示す模式的な断面図

【図４】本発明の光起電力素子構成要素の一例を示す模
式的な断面図

【図５】本発明の光起電力素子を製造する堆積膜形成装
置の一例を示す模式的な断面図

【符号の説明】

１０１：鋳型１０２：金属級シリコン粒１０３：結晶性シリコン基板１０４：析出層１０５、１０８：ボート１０６：金属溶媒１０７：シリコン系薄膜１０９：金属溶媒１１０：シリコン層１１１：ｎ⁺層２０１：堆積膜形成装置２０２：ロードロック室２０３：アンロードロック室２１１：ｐ型シリコン系薄膜形成容器２１２：ｉ型シリコン系薄膜形成容器２１３：ｎ型シリコン系薄膜形成容器２２１〜２２４：ゲート２３１〜２３５：ガス導入管２４１、２４３、２４５：高周波導入部２４２、２４４、２４６：対向電極２５１〜２５３：高周波電源３０１：ｐ型シリコン半導体層３０２：ｉ型シリコン半導体層３０３：ｎ型シリコン半導体層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属溶媒にシリコンを溶解した過飽和溶
液に基板を接触させることにより前記基板上にシリコン
層を析出させる光起電力素子の形成方法において、前記
過飽和溶液に前記基板を接触させる前に、前記基板表面
にシリコン系薄膜を高周波プラズマＣＶＤ法を用いて形
成しておくことを特徴とする光起電力素子の形成方法。
【請求項２】前記金属溶媒が、インジウム、ガリウ
ム、または錫の中から選ばれることを特徴とする請求項
１に記載の光起電力素子の形成方法。
【請求項３】前記基板が、結晶性シリコン基板である
ことを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の形成
方法。
【請求項４】前記シリコン系薄膜を形成する前に、前
記結晶性シリコン基板の表面を金属溶媒中に溶解したあ
と、前記金属溶媒中のシリコンを前記結晶性シリコン基
板の表面に析出させて析出層を形成する工程を含むこと
を特徴とした請求項３に記載の光起電力素子の形成方
法。
【請求項５】前記結晶性シリコン基板が、鋳型に入れ
たシリコン粒を溶融及び固化することにより形成したこ
とを特徴とする請求項３に記載の光起電力素子の形成方
法。
【請求項６】前記シリコン粒が、金属級のシリコン粒
であることを特徴とする請求項５に記載の光起電力素子
の形成方法。
【請求項７】前記鋳型の材質がカーボングラファイ
ト、シリコンカーバイト、窒化シリコン、窒化ホウ素の
中から選ばれることを特徴とする請求項５に記載の光起
電力素子の形成方法。
【請求項８】前記結晶性シリコン基板表面と接する前
記鋳型の表面が、少なくとも窒化シリコンを含む剥離剤
が被膜されていることを特徴とする請求項５に記載の光
起電力素子の形成方法。
【請求項９】前記シリコン系薄膜が結晶相を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の形成方
法。
【請求項１０】前記シリコン系薄膜が選択配向性をも
つことを特徴とする請求項９に記載の光起電力素子の形
成方法。
【請求項１１】前記シリコン層が、前記シリコン系薄
膜と同じ選択配向性をもつことを特徴とする請求項１０
に記載の光起電力素子の形成方法。
【請求項１２】前記選択配向性が、（１１０）である
ことを特徴とした請求項１０または１１に記載の光起電
力素子の形成方法。
【請求項１３】前記選択配向性が、前記基板の配向性
と異なることを特徴とした請求項１０に記載の光起電力
素子の形成方法。
【請求項１４】前記液相成長法が、水素雰囲気中で行
なわれることを特徴とする請求項１に記載の光起電力素
子の形成方法。
【請求項１５】前記高周波プラズマ法で用いる原料ガ
スが、シリコン原子を含有するガスと水素を含むことを
特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の形成方法。
【請求項１６】前記原料ガスが、ドーピングガスを含
むことを特徴とする請求項１５に記載の光起電力素子の
形成方法。
【請求項１７】高周波プラズマＣＶＤ法により形成さ
れたシリコン系薄膜を表面に有する基板を、金属溶媒に
シリコンを溶解させて作成した過飽和溶液に接触させる
ことにより形成されたシリコン層を該基板上に有するこ
とを特徴とする光起電力素子。
【請求項１８】前記金属溶媒が、インジウム、ガリウ
ム、または錫の中から選ばれることを特徴とする請求項
１７に記載の光起電力素子。
【請求項１９】前記基板が、結晶性シリコン基板であ
ることを特徴とする請求項１７に記載の光起電力素子。
【請求項２０】前記シリコン系薄膜を形成する前に、
前記結晶性シリコン基板の表面を金属溶媒中に溶解した
あと、前記金属溶媒中のシリコンを前記結晶性シリコン
基板の表面に析出させて析出層を形成する工程を含むこ
とを特徴とした請求項１９に記載の光起電力素子。
【請求項２１】前記結晶性シリコン基板が、鋳型に入
れたシリコン粒を溶融及び固化することにより形成した
ことを特徴とする請求項１９に記載の光起電力素子。
【請求項２２】前記シリコン粒が、金属級のシリコン
粒であることを特徴とする請求項２１に記載の光起電力
素子。
【請求項２３】前記鋳型の材質がカーボングラファイ
ト、シリコンカーバイト、窒化シリコン、窒化ホウ素の
中から選ばれることを特徴とする請求項２１に記載の光
起電力素子。
【請求項２４】前記結晶性シリコン基板表面と接する
前記鋳型の表面が、少なくとも窒化シリコンを含む剥離
剤が被膜されていることを特徴とする請求項２１に記載
の光起電力素子。
【請求項２５】前記シリコン系薄膜が結晶相を含むこ
とを特徴とする請求項１７に記載の光起電力素子。
【請求項２６】前記シリコン系薄膜が選択配向性をも
つことを特徴とする請求項２５に記載の光起電力素子。
【請求項２７】前記シリコン層が、前記シリコン系薄
膜と同じ選択配向性をもつことを特徴とする請求項２６
に記載の光起電力素子。
【請求項２８】前記選択配向性が、（１１０）である
ことを特徴とした請求項２６または２７に記載の光起電
力素子。
【請求項２９】前記選択配向性が、前記基板の配向性
と異なることを特徴とした請求項２６に記載の光起電力
素子。
【請求項３０】前記液相成長法が、水素雰囲気中で行
なわれることを特徴とする請求項１７に記載の光起電力
素子。
【請求項３１】前記高周波プラズマ法で用いる原料ガ
スが、シリコン原子を含有するガスと水素を含むことを
特徴とする請求項１７に記載の光起電力素子の形成方
法。
【請求項３２】前記原料ガスが、ドーピングガスを含
むことを特徴とする請求項３１に記載の光起電力素子。
【請求項３３】高周波プラズマＣＶＤ法により形成さ
れたシリコン系薄膜を表面に有する基板を、金属溶媒に
シリコンを溶解させて作成した過飽和溶液に接触させる
ことにより形成されたシリコン層を該基板上に有するこ
とを特徴とする半導体素子。
【請求項３４】前記金属溶媒が、インジウム、ガリウ
ム、または錫の中から選ばれることを特徴とする請求項
３３に記載の半導体素子。
【請求項３５】前記基板が結晶性シリコン基板である
ことを特徴とする請求項３３に記載の半導体素子。
【請求項３６】前記シリコン系薄膜を形成する前に、
前記結晶性シリコン基板の表面を金属溶媒中に溶解した
あと、前記金属溶媒中のシリコンを前記結晶性シリコン
基板の表面に析出させて析出層を形成する工程を含むこ
とを特徴とした請求項３５に記載の半導体素子。
【請求項３７】前記結晶性シリコン基板が、鋳型に入
れたシリコン粒を溶融及び固化することにより形成した
ことを特徴とする請求項３５に記載の半導体素子。
【請求項３８】前記シリコン粒が、金属級のシリコン
粒であることを特徴とする請求項３７に記載の半導体素
子。
【請求項３９】前記鋳型の材質がカーボングラファイ
ト、シリコンカーバイト、窒化シリコン、窒化ホウ素の
中から選ばれることを特徴とする請求項３７に記載の半
導体素子。
【請求項４０】前記結晶性シリコン基板表面と接する
前記鋳型の表面が、少なくとも窒化シリコンを含む剥離
剤が被膜されていることを特徴とする請求項３７に記載
の半導体素子。
【請求項４１】前記シリコン系薄膜が結晶相を含むこ
とを特徴とする請求項３３に記載の半導体素子。
【請求項４２】前記シリコン系薄膜が選択配向性をも
つことを特徴とする請求項４１に記載の半導体素子。
【請求項４３】前記シリコン層が、前記シリコン系薄
膜と同じ選択配向性をもつことを特徴とする請求項４２
に記載の半導体素子。
【請求項４４】前記選択配向性が、（１１０）である
ことを特徴とした請求項４２または４３に記載の半導体
素子
【請求項４５】前記選択配向性が、前記基板の配向性
と異なることを特徴とした請求項４２に記載の半導体素
子。
【請求項４６】前記液相成長法が、水素雰囲気中で行
なわれることを特徴とする請求項３３に記載の半導体素
子。
【請求項４７】前記高周波プラズマ法で用いる原料ガ
スが、シリコン原子を含有するガスと水素を含むことを
特徴とする請求項３３に記載の半導体素子。
【請求項４８】前記原料ガスが、ドーピングガスを含
むことを特徴とする請求項４７に記載の半導体素子。
【請求項４９】金属溶媒にシリコンを溶解した過飽和
溶液を基板と接触させることにより前記基板上にシリコ
ン層を析出させる液相成長法において、前記過飽和溶液
に基板を接触させる前に、前記基板表面にシリコン系薄
膜を高周波プラズマＣＶＤ法を用いて形成しておくこと
を特徴とする液相成長法。
【請求項５０】前記金属溶媒が、インジウム、ガリウ
ム、または錫の中から選ばれることを特徴とする請求項
４９に記載の液相成長法。
【請求項５１】前記基板が、結晶性シリコン基板であ
ることを特徴とする請求項４９に記載の光起電力素子の
形成方法。
【請求項５２】前記シリコン系薄膜を形成する前に、
前記結晶性シリコン基板の表面を金属溶媒中に溶解した
あと、前記金属溶媒中のシリコンを前記結晶性シリコン
基板の表面に析出させて析出層を形成する工程を含むこ
とを特徴とした請求項５１に記載の光起電力素子の形成
方法。
【請求項５３】前記結晶性シリコン基板が、鋳型に入
れたシリコン粒を溶融及び固化することにより形成した
ことを特徴とする請求項５１に記載の光起電力素子の形
成方法。
【請求項５４】前記シリコン粒が、金属級のシリコン
粒であることを特徴とする請求項５３に記載の光起電力
素子の形成方法。
【請求項５５】前記鋳型の材質がカーボングラファイ
ト、シリコンカーバイト、窒化シリコン、窒化ホウ素の
中から選ばれることを特徴とする請求項５３に記載の光
起電力素子の形成方法。
【請求項５６】前記結晶性シリコン基板表面と接する
前記鋳型の表面が、少なくとも窒化シリコンを含む剥離
剤が被膜されていることを特徴とする請求項５３に記載
の光起電力素子の形成方法。
【請求項５７】前記シリコン系薄膜が結晶相を含むこ
とを特徴とする請求項４９に記載の光起電力素子の形成
方法。
【請求項５８】前記シリコン系薄膜が選択配向性をも
つことを特徴とする請求項５７に記載の光起電力素子の
形成方法。
【請求項５９】前記シリコン層が、前記シリコン系薄
膜と同じ選択配向性をもつことを特徴とする請求項５８
に記載の光起電力素子の形成方法。
【請求項６０】前記選択配向性が、（１１０）である
ことを特徴とした請求項４８または４９に記載の光起電
力素子の形成方法。
【請求項６１】前記選択配向性が、前記基板の配向性
と異なることを特徴とした請求項５８に記載の光起電力
素子の形成方法。
【請求項６２】前記液相成長法が、水素雰囲気中で行
なわれることを特徴とする請求項４９に記載の光起電力
素子の形成方法。
【請求項６３】前記高周波プラズマ法で用いる原料ガ
スが、シリコン原子を含有するガスと水素を含むことを
特徴とする請求項４９に記載の光起電力素子の形成方
法。
【請求項６４】前記原料ガスが、ドーピングガスを含
むことを特徴とする請求項６３に記載の光起電力素子の
形成方法。