CN103125016A - 具有纹理形成面的硅基板及其制造方法、包含硅基板的太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，通过使具有纹理形成面的硅基板的纹理微细化，而实现太阳能电池用的硅基板的薄层化。本发明提供一种硅基板，其具有50μm以下的厚度且为基板表面定向（111）的硅基板，该硅基板具有形成有纹理的纹理形成面。这样的硅基板由包含如下工序的工艺来制造：工序A，准备优选具有50μm以下的厚度、基板表面定向（111）的硅基板；以及工序B，对所述准备好的硅基板的基板表面喷射包括含氟气体的蚀刻气体而形成纹理。

Description

具有纹理形成面的硅基板及其制造方法、包含硅基板的太阳能电池
技术领域
本发明涉及具有纹理（texture）形成面的硅基板、具有该硅基板的太阳能电池、以及硅基板的制造方法。
背景技术
在硅太阳能电池（光电转换元件）等中，在硅基板的受光面上设置被称为纹理的凹凸形状，以抑制入射光的反射，并避免进入硅基板的光泄漏到外部。通常通过将碱（KOH）水溶液作为腐蚀剂的湿式工艺来对硅基板的表面形成纹理。利用湿式工艺的纹理形成中，作为后处理需要利用氟化氢的洗涤工序或者热处理工序等。因此，不仅有可能污染硅基板表面，在成本方面也有不利。
而且，能够利用湿式工艺形成纹理的硅基板仅限于基板表面定向（100）的硅基板（参照专利文献1等），无法在具有其他基板表面定向的硅基板的表面上利用湿式工艺形成纹理。
另一方面，还提出了由干式工艺对硅基板的表面进行纹理形成的方法。例如提出了如下的方法：1）利用等离子体的被称为反应性离子蚀刻（Reactive Ion Etching）的方法；2）对放置硅基板的大气压环境下的反应室导入ClF3、XeF2、BrF3以及BrF5中的任一种气体，由此对硅基板表面进行蚀刻的方法（参照专利文献2、专利文献3和专利文献4）；3）在含有氧气的环境中对硅基板照射激光束，从而在硅基板表面形成凹凸的方法（参照专利文献5和专利文献6）。
进而，还进行了使太阳能电池的硅基板层变薄来提高硅的材料效率的尝试（参照引用文献7）。即，现有的硅基板是通过将硅锭切断成薄片（wafer）而得到的，因此其厚度只得为数百微米以上。但是，在太阳能电池中有利于光电转换的硅基板所需要的厚度为100μm以下，因此若能够使其变薄，则硅的材料效率将提高。
在引用文献7中记载了如下的方法：在硅基板的预定深度处呈层状地注入离子，对注入了离子的硅基板进行加热，由此在上述层状区域切断硅基板而得到薄层硅基板。同样地，提出了对硅锭基板的表面照射离子束而剥离基板的表面膜的方案（参照专利文献8和专利文献9）。
另一方面，太阳能电池单元大致分为双面电极型太阳能电池元件和背面型太阳能电池单元，该双面电极型太阳能电池单元在受光面及其背面分别配置有n电极和p电极；该背面型太阳能电池单元在受光面的背面配置有n电极和p电极。作为背面型太阳能电池元件的一个方式，公知有以通孔连结设置在受光面上的PN结和设置在背面上的电极的方式，被称为“金属穿孔卷绕构造背接触单元”等（例如参照专利文献10和非专利文献1）。
【专利文献1】日本特开2000－150937号公报
【专利文献2】日本特开平10－313128号公报
【专利文献3】日本特开2005－150614号公报
【专利文献4】美国专利第2005/0126627号公报
【专利文献5】日本特开2009－152569号公报
【专利文献6】美国专利第2010/0136735号公报
【专利文献7】日本特开平9－331077号公报
【专利文献8】日本特开2009－295973号公报
【专利文献9】美国专利第2009/0277314号公报
【专利文献10】日本特开平4－223378号公报
【非专利文献1】Ichiro IKEDA, "High Efficiency Multi Crystalline SiliconBack Contact Photovoltaic Solar Cell"エレクトロニクス実装学会誌Vol.12No.6（2009）p.485
发明内容
如上所述，为了在硅基板表面形成纹理，一般通过湿式工艺进行处理。这样得到的纹理的凸部自身的高度为10μm以上。因此，若使硅基板的厚度变薄，例如将厚度设为50μm以下，则硅基板的厚度中的纹理的凸部高度的比例过大。因此，无法确保被薄层化的硅基板的强度。即，在具有纹理形成面的硅基板的薄层化中自然存在限度。
因此，本发明的第一方面的目的在于，通过使具有纹理形成面的硅基板的纹理微细化，从而使太阳能电池用的硅基板变薄。由此，其目的在于提高太阳能电池的设计自由度。
如上所述，为了在硅基板表面形成纹理，一般通过湿式工艺进行处理。这样得到的纹理的凸部自身的高度为10μm以上。因此，若使硅基板的厚度变薄，例如将厚度取为50μm以下，则硅基板的厚度中的纹理的凸部高度的比例过大，无法确保硅基板的强度。因此，在具有纹理形成面的硅基板的薄层化中自然存在界限。
特别是，由于在金属穿孔卷绕构造背接触式单元用的硅基板中形成有通孔，因此其强度容易降低。因此，更加难以使硅基板变薄。
因此，本发明的第二方面的目的在于，通过使具有纹理形成面的硅基板的纹理微细化，从而使形成有通孔的硅基板变薄。
本发明人提出了如下见解：对具有特定的基板表面定向的硅基板的表面供给特定的蚀刻气体来进行蚀刻，由此能够形成极为微细的纹理。基于这样的见解，得到了具有纹理形成面且薄层的硅基板。
本发明第一方面的硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面且具有50μm以下的厚度，该硅基板的制造方法包括如下工序：工序A，准备具有50μm以下的厚度的、基板表面定向（111）的硅基板；以及工序B，对所述准备好的硅基板的基板表面喷射包括含氟气体的蚀刻气体，从而形成纹理。
本发明第二方面的硅基板，其是具有50μm以下的厚度的、基板表面定向（111）的硅基板，该硅基板具有纹理形成面。根据本发明，能提供一种包含所述硅基板、且将纹理形成面设为受光面的太阳能电池。
本发明第三方面的硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面且具有50μm以下的厚度，该硅基板的制造方法包括如下工序：工序A，准备基板表面定向（111）的硅结晶块；工序B，对所述硅锭的表面供给包括含氟气体的蚀刻气体而形成纹理；工序C，对所述纹理形成面注入掺杂剂而在所述硅锭的表层形成PN结；工序D，从所述纹理形成面注入离子而形成离子注入层；以及工序E，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。
本发明第四方面的硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面，具有通孔且厚度为50μm以下，该硅基板的制造方法包括如下工序：工序A，准备基板表面定向（111）的硅锭；工序B，对所述硅锭的表面提供包括含氟气体的蚀刻气体而形成纹理；工序C，对所述纹理形成面照射激光而形成孔；工序D，对所述纹理形成面注入掺杂剂，而在所述硅锭的表层和所述孔的内壁表面层形成PN结；工序E，从所述纹理形成面注入离子而形成离子注入层；以及工序F，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。根据本发明，能够提供一种背接触型太阳能电池元件，其包括由上述方法所得到的硅基板，该太阳能电池单元包括：由形成在上述通孔的内侧面且与PN结连接的导电膜构成的电极；以及由形成在与纹理形成面相反的面上的导电膜构成的电极。
根据本发明的第一方面，硅基板虽然被薄层化，但在其表面形成有纹理。优选的是，能够充分抑制其纹理形成面处的光反射率，并且不使进入的光泄漏到外部。因此，本发明第一方面的硅基板将其纹理形成面作为受光面，从而特别适合用作太阳能电池用的硅基板。
根据本发明的第二方面，硅基板虽然被薄层化，但在其表面形成有纹理，并且形成有通孔。优选的是，能够充分抑制其纹理形成面处的光反射率，并且不使进入的光泄漏到外部。因此，本发明第二方面的硅基板将其纹理形成面作为受光面，从而特别适合用作被称为金属穿孔卷绕构造背接触单元的太阳能电池用的硅基板。
附图说明
图1A是示意性地说明构成本发明第一实施方式的硅基板纹理形成面的纹理的三角锥状的突起的立体图。
图1B是示意性地说明构成本发明第一实施方式的硅基板纹理形成面的纹理的三角锥状的突起的剖面图。
图2A是表示本发明第一实施方式的硅基板的制造流程的图。
图2B是表示本发明第一实施方式的硅基板的制造流程的图。
图2C是表示任意的硅基板的制造工序的图。
图2D是表示形成为太阳能电池的工序的图。
图3A是表示本发明第一实施方式的硅基板的制造流程的图。
图3B是表示本发明第一实施方式的硅基板的制造流程的图。
图3C是表示本发明第一实施方式的硅基板的制造流程的图。
图4A是在本发明第一实施方式的实施例中为了在硅基板的表面形成纹理而使用的纹理形成装置的外观立体图。
图4B是在透视减压腔内所看到的立体图。
图5A是本发明第一实施方式的硅基板纹理形成面的纹理的示意图。
图5B是表示本发明第一实施方式的硅基板纹理形成面的纹理的例子的显微镜照片。
图5C是表示本发明第一实施方式的硅基板纹理形成面的纹理的例子的显微镜照片。
图6A是表示本发明第二实施方式的硅基板的第一制造方法的流程的图。
图6B是表示本发明第二实施方式的硅基板的第一制造方法的流程的图。
图6C是表示本发明第二实施方式的硅基板的第一制造方法的流程的图。
图6D是表示本发明第二实施方式的硅基板的第一制造方法的流程的图。
图6E是表示本发明第二实施方式的硅基板的第一制造方法的流程的图。
图6F是表示形成为太阳能电池的工序的图。
图7A是表示本发明第二实施方式的硅基板的第二制造方法的流程的图。
图7B是表示本发明第二实施方式的硅基板的第二制造方法的流程的图。
图7C是表示本发明第二实施方式的硅基板的第二制造方法的流程的图。
图7D是表示本发明第二实施方式的硅基板的第二制造方法的流程的图。
图7E是表示本发明第二实施方式的硅基板的第二制造方法的流程的图。
图7F是表示形成为太阳能电池的工序的图。
图8A是表示本发明第二实施方式的硅基板的第三制造方法的流程的图。
图8B是表示本发明第二实施方式的硅基板的第三制造方法的流程的图。
图8C是表示本发明第二实施方式的硅基板的第三制造方法的流程的图。
图8D是表示本发明第二实施方式的硅基板的第三制造方法的流程的图。
图8E是表示本发明第二实施方式的硅基板的第三制造方法的流程的图。
图8F是表示形成为太阳能电池的工序的图。
图9A是表示本发明第三实施方式的硅基板的第一制造例的流程图。
图9B是表示本发明第三实施方式的硅基板的第一制造例的流程图。
图9C是表示本发明第三实施方式的硅基板的第一制造例的流程图。
图9D是表示本发明第三实施方式的硅基板的第一制造例的流程图。
图9E是表示本发明第三实施方式的硅基板的第一制造例的流程图。
图9F是表示形成为太阳能电池的工序的图。
图10A是表示本发明第三实施方式的硅基板的第二制造例的流程图。
图10B是表示本发明第三实施方式的硅基板的第二制造例的流程图。
图10C是表示本发明第三实施方式的硅基板的第二制造例的流程图。
图10D是表示本发明第三实施方式的硅基板的第二制造例的流程图。
图10E是表示本发明第三实施方式的硅基板的第二制造例的流程图。
图10F是表示形成为太阳能电池的工序的图。
图11A是表示本发明第三实施方式的硅基板的第三制造例的流程图。
图11B是表示本发明第三实施方式的硅基板的第三制造例的流程图。
图11C是表示本发明第三实施方式的硅基板的第三制造例的流程图。
图11D是表示本发明第三实施方式的硅基板的第三制造例的流程图。
图11E是表示本发明第三实施方式的硅基板的第三制造例的流程图。
图11F是表示本发明第三实施方式的硅基板的第三制造例的流程图。
图12是表示包含本发明第三实施方式的硅基板的背接触单元型的太阳能电池元件的例子的图。
标记说明
10：硅锭
11：硅锭的表面
11'：纹理形成面
15：（通）孔
20：蚀刻气体
30：掺杂剂
35：PN结
40：离子
45：离子注入层
60：大气压等离子体
65：干性超声波
50：硅基板
70：表面电极
75：背面电极
100：纹理形成装置
110：硅锭（硅基板）
120：减压腔
130：喷出蚀刻气体的喷嘴
131：蚀刻气体供给配管
140：喷出冷却气体的喷嘴
141：冷却气体供给配管
150：载置台
具体实施方式
以下，列举出实施方式说明本发明，但本发明并不限于以下的实施方式。对于图中具有相同功能或类似功能的部件标以相同或类似的标号，省略说明。其中，图为示意性的图。因此，具体的尺寸等应对照以下的说明来进行判断。另外，不言而喻，在附图相互之间也包含相互的尺寸的关系或比率不同的部分。
[第一实施方式]
1．关于具有纹理形成面的硅基板
本发明的硅基板的特征在于在其表面形成有纹理。将形成有纹理的基板表面称为纹理形成面。
本发明的硅基板为基板表面定向（111）的单晶硅基板。根据现有的通常纹理形成方法即利用碱性溶液的湿式工艺，能够在基板表面定向（100）的硅基板表面形成纹理。但是，无法在基板表面定向（111）的硅基板表面形成纹理，将被各向同性地蚀刻。与此不同，在本发明中，在基板表面定向（111）的单晶硅基板上形成有纹理。
另外，硅基板既可以是本征硅，也可以是被p型掺杂或被n型掺杂。另外，在作为太阳能电池用的硅基板而使用的情况下，优选形成有PN结。
纹理形成面指的是低反射表面。所谓低反射表面，优选的是将相对于波长0.5～1.0μm的光的镜面反射率设为100%时的反射率在约10%以下的表面，更优选的是实质上反射率为0%的表面。另外，本发明的具有纹理形成面的硅基板的吸光率优选为80%以上。吸光率能够由积分球分光光度计测量，并能够由算式“吸光率（%）＝100×｛入射光强度－（反射光强度+透射光强度）｝/入射光强度”而求得。
图1A是示意性地说明构成本发明第一实施方式的硅基板50的纹理形成面的纹理的三角锥状突起11’a的立体图。图1B是示意性地说明构成本发明第一实施方式的硅基板50的纹理形成面11’的纹理的三角锥状突起11’a的剖面图。如图1A、图1B所示，本发明的纹理形成面11’具有通过对硅基板50的（111）定向面进行蚀刻而得到的锥状突起11’a。优选的是，在纹理形成面11’上密集地有多个锥状突起。
所谓锥状，典型的是三角锥状，但也可以是圆锥状、方锥状或其他形状。三角锥状指的是底面为三角形的锥体，优选的是具有顶点。另外，所谓三角锥状，优选是接近于正三角锥的形状，并不需要为严格的三角锥。
锥状（典型的为三角锥状）的突起11’a的高度Ｈ（参照图1A、图1B）通常为100nm～1.5μm，优选为100nm～1μm。锥状（典型的为三角锥状）突起的底面的对角线的长度L（参照图1A）通常为100nm～1.5μm，优选为100nm～1μm。另外，锥状突起的顶点的角度θ（参照图1A）优选为40～80°。
纹理形成面11’中的突起11’a的密度优选为每单位面积（100μm2）有10～1000个。
作为本发明的硅基板的特征之一，构成形成在纹理形成面11’的纹理的突起11’a是微细的。纹理构造越微细，则在纹理形成面11’处的光反射越受到抑制。例如，若将纹理的加工精度设为1μm以下，则能够使纹理形成面处的波长1μm的光的反射大致为0。
另一方面，以迄今为止的湿式蚀刻法或离子等离子体蚀刻法形成在硅基板表面上的纹理的突起的高度大，无法如本发明那样形成微细的突起。例如，以湿式蚀刻法所形成的纹理的突起11’a的高度Ｈ为10～20μm。
作为本发明的具有纹理形成面11’的硅基板50的进一步特征，硅基板的厚度D较薄。即，构成纹理的突起是微细的，因此即使硅基板的厚度降低，也能够确保硅基板的强度。
作为本发明的硅基板的厚度D，优选包含纹理的突起的高度在内为50μm以下，也能够为20μm以下。硅基板的厚度的下限没有特别限定，保持作为基板的强度即可，通常为10μm以上。
既可以在硅基板表面的整个面形成有纹理，也可以在其一部分上形成有纹理。例如，在将本发明的硅基板用作太阳能电池用的硅基板时，优选的是在配置设于受光面侧的表面电极（包含连接电极、电极棒、栅电极等）的区域形成为平坦状而不形成纹理。
另外，在将本发明的硅基板用作太阳能电池用半导体基板时，优选具有PN结。在硅基板被掺杂成p型时，通过将纹理形成面的表层掺杂成n型而形成发射层来形成PN结即可。另外，在硅基板被掺杂成n型时，将纹理形成面的表层掺杂成p型而形成发射层来形成PN结即可。如图1B所示，PN结优选形成在距纹理形成面的深度PN为0.01μm～0.1μm的区域，例如优选形成在深度PN为约0.05μm的区域，但并没有特别限制。
2．关于具有纹理形成面的硅基板的制造方法
本发明的具有纹理形成面的硅基板的制法没有特别限定，但能够基于以下所示的方法制造。
图2A、图2B是表示本发明第一实施方式的硅基板的制造流程的图。本发明的具有纹理形成面的硅基板具有50μm以下的厚度，能够由包含工序A和工序B的方法制造，其中该工序A准备基板表面定向（111）的硅基板（参照图2A），该工序B对上述准备好的硅基板的基板表面（基板表面定向（111））喷射包括含氟气体的蚀刻气体来形成纹理（参照图2B）。作为任意的工序，还可以进行图2C所示的掺杂工序。以下，按各工序进行说明。
此外，还经由如图2D所示那样形成表面电极70、背面电极75的工序，从而形成太阳能电池。
[关于工序A（准备硅基板的工序）]
准备具有50μm以下的厚度、基板表面定向（111）的硅基板。具体而言，能够进行由图3A～图3C所示的工序。即，在工序A中准备的硅基板能够由包含工序a1、工序a2、工序a3的方法制造，其中该工序a1准备基板表面定向（111）的硅锭（参照图3A）；该工序a2对上述硅锭的、距锭料表面的深度为50μm以下的区域注入离子来形成离子注入层（参照图3B）；该工序a3对形成有离子注入层的结晶块施加冲击，在离子注入层切断锭料，从而得到厚度50μm以下的硅基板（参照图3C）。
在工序a1中准备的硅锭10为基板表面定向（111）的硅锭（参照图3A）。硅锭既可以是本征硅也可以掺杂成p型或n型。为了得到太阳能电池用的硅基板，大多准备被掺杂了的硅锭。通常的太阳能电池用的硅基板具有PN结，若硅锭10被掺杂为p型或n型，则容易制造具有PN结的硅基板。
在工序a2中，从硅锭10的基板表面11（111面）注入离子40（参照图3B）。要注入的离子40可以为氢离子（质子）、氮离子、或稀有气体（氩气等）离子等。使所注入的离子40存在于距硅锭10的基板表面11为一定深度a的层状区域中，形成离子注入层25（参照图3B）。一定深度a指的是50μm以下的深度，优选为20μm以下的深度。通过调整该深度能够调整所得到的硅基板的厚度。离子注入层45的厚度b没有特别限制，取为约0.7μm即可。
在工序a2中，为了使离子存在于距硅锭10的基板表面11为一定深度a的层状区域中，而调整要注入的离子的加速能或者调整注入量。
在工序a3中，对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击（参照图3C）。施加冲击的方法可以为激光照射、加热处理，但也可以通过照射大气压等离子体40来实现。通过照射大气压等离子体40而不照射激光，能够得到如下的优点，即：能够修复由于在工序a2中所注入的离子40可能在硅锭10中产生的缺陷。
在工序a3中，为了对硅锭10施加冲击，也可以在照射大气压等离子体60后，进一步照射干性超声波65（参照图3C）。干性超声波65的照射不需要特别的设备，具有使工艺成本降低这样的优点。
在工序a3中施加了冲击的硅锭10，以离子注入层45为边界而被分割（参照图3C）。其结果是，能够得到具有50μm以下的厚度、且具有基板表面定向（111）的基板表面11的硅基板50。此外，在此，图中表示为离子注入层45残留在硅锭10的表面上。但是，也有可能存在离子注入层45残留在硅基板50的底面（纹理形成面的相反侧）的情况、或者残留在硅锭10的表面和硅基板50的底面的情况。
[关于工序B（形成纹理形成面的工序）]
在工序A中准备好的硅基板50的表面11上形成纹理，形成纹理形成面11’（参照图2B）。优选的是通过对硅基板50的表面11（参照图2A）喷射蚀刻气体20的气体（干式）蚀刻来形成纹理（参照图2B）。这是由于硅基板50的厚度薄，需要使纹理的尺寸（凹凸的突起高度）小的缘故。
若采用现有的通常的纹理形成方法、即利用碱性溶液的湿式蚀刻或者利用等离子体的反应性离子蚀刻等，则形成的纹理的尺寸过大，导致破坏硅基板50。
与此不同，在本发明中，对基板表面定向（111）的表面11喷射特定的蚀刻气体20进行气体蚀刻，从而形成微细的纹理。
在蚀刻气体20中包括含氮气体。含氮气体的例子包含ClF3、XeF2、BrF3、BrF5以及NF3等。含氮气体也可以是这些气体中的2种以上的混合气体。
含氮气体的分子物理吸附在硅基板的表面上而移动到蚀刻位置。到达蚀刻处的气体分子发生分解，与硅反应而生成挥发性的氟化合物。由此，硅锭表面被蚀刻而形成纹理。
优选的是，在蚀刻气体20中不仅包括含氮气体、还包括惰性气体。惰性气体指的是氮气、氩气或氦气等，只要是不具有与硅的反应性的气体即可。蚀刻气体20所含有的惰性气体也可以是2种以上气体的混合气体。
蚀刻气体20中的惰性气体的总浓度（体积浓度）优选为含氟气体的总浓度的3倍以上，也可以是10倍以上或20倍以上。存在如下的趋势：蚀刻气体20中的含氟气体的总浓度越高，则三角锥状的突起（纹理的突起）越大（突起的高度变大）。因此，在想要使突起变小时，优选使惰性气体的浓度增高而使含氟气体的浓度相对降低。另一方面，在蚀刻气体20中的惰性气体的浓度变低、含氟气体的浓度相对变高时，有可能容易对硅锭的表面各向同性地进行蚀刻，有时难以在硅锭的表面形成所希望的纹理。
在蚀刻气体20中的惰性气体的浓度变低、含氟气体的浓度相对变高时，有可能容易对硅基板表面各向同性地进行蚀刻，有时难以在硅基板表面上形成所希望的纹理。
进而，优选的是，蚀刻气体20不仅包括含氟气体，还包括在其分子内含有氧原子的气体。所谓含有氧原子的气体，典型的是氧气（O2），但也可以是二氧化碳（CO2）或二氧化氮（NO2）等。
作为蚀刻气体20中的含氧原子气体的浓度（体积浓度），优选的是超过含氟气体的总计浓度的2倍，更优选的是4倍以上。另外，蚀刻气体20中的含氧原子气体的浓度（体积浓度）优选为含氟气体与惰性气体的总浓度的30～80%。在蚀刻气体20中的含氧原子气体的浓度过低时，有可能由于过蚀刻无法得到所希望的纹理的情况。
通过使蚀刻气体20包括含氧原子气体，能够使适合作为太阳能电池的纹理的凹凸形状形成在半导体基板表面上。其理由没有特别限定，但例如ClF3气体物理吸附在硅表面上时，与硅发生反应变为SiF4从而气化。此时，氧原子键合到硅网络构造的悬空键端，从而局部构成有Si－O键。由此，能够形成容易被蚀刻的区域（Si－Si）和难以被蚀刻的区域（Si－O）。可以考虑为利用其蚀刻速率之差促进化学反应，能够进行形状控制。
在本发明的硅基板的制造方法的工序B中，重要的是将气体蚀刻中的硅基板50的温度维持在低温。硅基板50的温度优选维持在130℃以下，更优选维持在100℃以下，进一步优选维持在80℃以下。为了使硅基板50的温度维持在低温，优选使载置硅基板50的载置台的温度维持在室温程度（25℃）以下。
在本发明的硅基板的制造方法的工序B中，也可以包括对硅基板喷射冷却气体的步骤。所谓冷却气体，与上述惰性气体同样，指的是氮气、氩气或氦气等。对与蚀刻气体反应而发热的硅基板喷射冷却气体，从而对发热的基板进行冷却。
在本发明的硅基板的制造方法的工序B中，也可以交替反复进行对硅基板50喷射蚀刻气体的步骤和喷射冷却气体的步骤。通过控制对硅基板50喷射蚀刻气体的步骤的工艺时间，使基板温度维持在低温。工艺时间没有特别限定，为1分钟～10分钟左右即可。在对硅基板50喷射蚀刻气体的步骤之后，喷射冷却气体使基板温度降低，再对硅基板50喷射蚀刻气体即可。
在利用蚀刻气体20将硅基板50的表面11作为具有所希望的纹理的纹理形成面11’（参照图2B）后，优选去除残留在硅基板50上的蚀刻气体或其分解物。例如，也可以是，将硅基板50放在氢气环境中，来去除残留的氟成分。
[关于工序C（形成PN结的工序）]
也可以是，除了上述的工序A、工序B之外，作为任意的工序，在纹理形成面11’掺杂掺杂剂30而形成发射层。由此，在硅基板50形成PN结35（参照图2C）。PN结35既可以通过下述1）的方法也可以通过下述2）的方法来形成，其中1）的方法是，采用对纹理形成面11’涂覆磷硅玻璃（PSG）来将表层掺杂成N型（玻璃涂覆方式）的方法进行掺杂形成PN结，2）的方法是，在氧氯化磷气体环境中对纹理形成面11’进行加热，在纹理形成面11’形成N型发射层来形成PN结。但是，由于硅基板50极薄，利用这些方法有硅基板50发生翘曲的危险。
因此，优选使用大气压等离子体进行掺杂而形成PN结35。例如，利用大气压等离子体将硼注入纹理形成面11’，从而能够将其表层掺杂成p型。
3．关于具有纹理形成面的硅基板的用途
本发明的硅基板优选用作太阳能电池用的硅基板。为了将本发明的硅基板用于太阳能电池，还在作为纹理形成面的受光面配置表面电极70，在非受光面配置背面电极75，从而得到太阳能电池（参照图2D）。当然，太阳能电池的方式并不限于上述的方式。
另外，也可以在纹理形成面11’层叠有反射防止层（未图示）。反射防止层能够使作为太阳能电池的反射率进一步降低，并使光电转换率提高。在反射防止层的例子中，包含氮化硅膜或氧化钛膜等。
[第一实施方式的试验例]
表示出在基板表面定向（111）的硅锭的表面形成有微细的纹理的试验例。
图4A是在试验例中使用的纹理形成装置100的外观立体图。图4B是对减压腔120内透视而观察到的立体图。图4A、图4B所示的纹理形成装置100在减压腔120具有：喷射蚀刻气体的喷嘴130、喷射冷却气体的喷嘴140、以及用于载置硅锭（硅基板）110的载置台150。喷嘴130与蚀刻气体供给配管131连接。喷射冷却气体的喷嘴140与冷却气体供给配管141相连接。对载置于载置台150上的硅锭110喷射蚀刻气体和冷却气体，从而制造出具有纹理形成面的硅锭。
在图4A、图4B所示的纹理形成装置100的载置台150上载置了基板表面定向（111）的硅锭110。将喷嘴130和硅锭110的间隔设为10mm。硅锭110的基板面的面积为125mm×125mm。将载置台150的温度设定为25℃。将减压腔120内的压力调整为30KPa之后，将来自喷嘴130的蚀刻气体对硅锭110的表面整体喷射3分钟。所喷射的蚀刻气体的组成设为“ClF3/O2/N2＝50～1000cc/2000cc/2000～5000cc”。
将所得到的硅锭的纹理形成面示于图5A～图5C。图5A是纹理形成面的示意图。图5B是其显微镜照片，可知密集形成有三角锥状的突起。并且，如图5C所示那样，可知其突起的高度为100nm～200nm。
这样，根据本发明的方法能够形成微细的纹理，因此即使是具有50μm以下的厚度的硅基板，也能确保其机械强度，并用作太阳能电池用的硅基板。
[第二实施方式]
以与第一实施方式的不同处为中心，说明第二实施方式。
图6A～图6E是本发明第二实施方式的具有纹理形成面的硅基板的第一制造方法的流程图。在图6A～图6F中示出的第一制造方法包括：准备硅锭10的工序A（参照图6A）；在硅锭10的表面11形成纹理做成纹理形成面11’的工序B（参照图6B）；对纹理形成面11’注入掺杂剂30而形成PN结35的工序C（参照图6C）；从纹理形成面11’注入离子40来形成离子注入层45的工序D（参照图6D）；对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击，分割硅锭10而得到硅基板50的工序E（参照图6E）。以下按各工序进行说明。另外，还经由如图6F所示那样形成表面电极70、背面电极75的工序，从而形成太阳能电池。
[关于工序A（准备硅锭的工序）]
如图6A所示，准备硅锭10。在工序A中准备的硅锭10是基板表面定向（111）的单晶硅锭。本发明的硅锭的制造方法的特征之一在于，在基板表面定向（111）的硅锭的表面形成纹理。根据现有的通常的纹理形成方法、即利用碱性溶液的湿式蚀刻法，能够在基板表面定向（100）的硅锭的表面形成纹理，但无法在基板表面定向（111）的硅锭的表面形成纹理，导致各向同性的进行蚀刻。与此不同，在本发明中，在基板表面定向（111）的单晶硅锭上形成纹理。
另外，硅锭优选被掺杂为p型或n型。这是因为，若硅锭预先被掺杂，则在后述的工序C中容易形成PN结。
[关于工序B（形成纹理形成面的工序）]
如图6B所示，在硅锭10的表面11形成纹理而做成为纹理形成面11’。优选通过喷射蚀刻气体20的气体蚀刻（干式蚀刻）来形成纹理。在本发明中制造的硅基板的厚度薄，因此也需要使纹理的尺寸（凹凸的突起的高度）变小。纹理的尺寸小指的是例如突起的高度处于100nm～1500nm的范围，优选处于100nm～1000nm的范围。
根据现有的通常的纹理形成方法、即利用碱性溶液的湿式蚀刻或利用等离子体的反应性离子蚀刻等，所形成的纹理的尺寸过大（例如凹凸的突起的高度为约10μm），则无法得到较薄的硅基板。作为蚀刻气体等，能够使用与第一实施方式同样的气体。
在工序B中的蚀刻中，重要的是使硅锭的温度维持在低温。硅锭的温度优选维持在130℃以下，进一步优选维持在100℃以下，更进一步优选维持在80℃以下。为了使硅锭的温度维持在低温，优选将载置硅锭的载置台的温度维持在室温程度（25℃）以下。
在工序B中也可以包含对硅锭的表面喷射冷却气体的步骤。所谓冷却气体与上述的惰性气体同样，指的是氮气、氩气或氦气等。通过对因与蚀刻气体反应而发热的硅锭的表面喷射冷却气体，能够对发热的硅锭进行冷却。
在工序B中，也可以交替反复进行对硅锭喷射蚀刻气体的步骤和喷射冷却气体的步骤。通过控制对硅锭喷射蚀刻气体的步骤的工艺时间，将硅锭的温度维持在低温。工艺时间没有特别限定，为1分钟～10分钟左右即可。在对硅锭喷射蚀刻气体的步骤之后，喷射冷却气体而使硅锭的温度降低，再对硅锭喷射蚀刻气体即可。
在利用蚀刻气体在硅锭的表面形成具备所希望的纹理的纹理形成面11’（参照图6B、图7C和图8B）后，优选的是，去除残留在硅锭上的蚀刻气体或其分解物。例如，也可以是，将硅基板50放在氢气环境中，来去除残留的氟成分。
[关于工序C（形成PN结的工序）]
如图6C所示，通过纹理形成面11’对硅锭注入掺杂剂30来形成PN结35。在硅锭被掺杂为P型时，将纹理形成面的表层掺杂成N型形成发射层从而形成PN结即可。在硅锭被掺杂为N型时，将纹理形成面的表层掺杂为P型形成发射层从而形成PN结即可。PN结优选形成在距纹理形成面11的深度为0.01μm～0.1μm的区域，例如优选形成在深度约0.05μm的区域。
纹理形成面11表层的掺杂能够通过如下的方法来实现，即：使含有掺杂剂的气体进行气相扩散；将含有掺杂剂的溶液涂覆在纹理形成面11后使其热扩散；或者在包含掺杂剂的环境中照射大气压等离子体。例如，在硅锭被掺杂为P型时，1）在氧氯化磷气体中加热纹理形成面，使磷在纹理形成面11的表层发生气相扩散；或者2）在含磷成分的环境中照射大气压等离子体。当然，也可以在使掺杂剂扩散后，通过进行退火（例如热处理）来使其活化。
[关于工序D（形成离子注入层的工序）]
如图6D所示，从纹理形成面11’对硅锭10注入离子40，形成离子注入层45。
此外，在第二实施方式的制造方法中，在形成PN结35之后进行形成离子注入层45的工序（工序D）。但是，形成离子注入层45的工序没有特别限制，也可以在其他工序之前或之后进行。例如，作为工序D’，可以在形成纹理之前进行（参照图7B），作为工序D''，可以在形成纹理之后、形成PN结之前进行（参照图8C）。
在工序D（工序D’和工序D''）中，通过硅锭10的表面（111面）对硅锭注入离子40。在此，硅锭10的表面既可以是纹理形成面11’（参照图6D和图8C），也可以是未形成纹理的表面11（参照图7B）。在要注入的离子40的例子中，包括氢离子（质子）、氮离子或稀有气体（氩等）离子等。使所注入的离子存在于距硅锭的基板表面为一定深度的层状区域中，从而形成离子注入层45。一定深度a指的是50μm以下的深度，优选是20μm以下的深度。通过调整该深度，能够调整所制造的硅基板的厚度。
在工序D（工序D’和工序D''）中，为了在距硅锭的基板面为一定深度a的层状区域形成离子注入层45，而调整要注入的离子的加速能或者调整注入量。离子注入层45其自身的厚度b没有特别限定，约为0.7μm即可。
[关于工序E（分割硅锭的工序）]
如图6E所示，对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击。施加冲击的方法可以是激光照射或加热处理。加热指的是例如加热到500℃。进而，也可以通过照射大气压等离子体60来对硅锭施加冲击。通过照射大气压等离子体60而不是进行激光照射，能够得到如下的优点，即：能够修复由于在工序D中所注入的离子40可能在硅锭10中产生的缺陷。
进而，在工序E中，为了对硅锭施加冲击，也可以在照射大气压等离子体60后照射干性超声波65。干性超声波45的照射不需要特别的设备，具有使工艺成本降低的优点。
在工序E中施加了冲击的硅锭以离子注入层45为边界而被分割（参照图6E、图7E和图8E）。其结果是，能够得到具有纹理形成面11’、且具有50μm以下的厚度的基板表面定向（111）的硅基板50。
通过本发明所制造的硅基板优选用作太阳能电池用的硅基板。为了形成为太阳能电池用的硅基板，优选在发射层上层叠反射防止层。这是因为，反射防止层能够使纹理形成面处的反射率进一步降低，并使太阳能电池的光电转换率提高。在反射防止层的例子中，包含有氮化硅膜、氧化钛膜等。
[关于形成电极的工序]
除了上述的工序之外，进而，作为任意的工序，在作为纹理形成面的受光面上配置表面电极70，在非受光面配置背面电极75，从而得到太阳能电池（参照图6F、图7F和图8F）。表面电极70指的是例如银布线。背面电极75指的是例如铝的蒸镀膜。当然，太阳能电池的方式并不限定于此。
以上，对第二实施方式进行了说明，但第二实施方式并不限于上述的内容，考虑到各种变形例。例如可以考虑以下的第二制造方法和第三制造方法。
图7A～图7F是本发明第二实施方式的具有纹理形成面的硅基板的第二制造方法的流程图。在第二实施方式的第一制造方法中，如图6B、图6C所示那样形成了PN结35之后，如图6D所示那样形成了离子注入层45。但是，也可以是，如图7B、图7C、图7D所示那样，在形成了离子注入层45之后，形成PN结35。即，第二制造方法包括如下工序：准备硅锭10的工序A（参照图7A）；从硅锭10的未形成纹理的表面11注入离子40，形成离子注入层45的工序D’（参照图7B）；在硅锭10的未形成纹理的表面11形成纹理而做成为纹理形成面11’的工序B（参照图7C）；对纹理形成面11’注入掺杂剂30而形成PN结35的工序C（参照图7D）；对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击来分割硅锭10，从而得到硅基板50的工序E（参照图7E）。
图8A～图8F是本发明第二实施方式的具有纹理形成面的硅基板的第三制造方法的流程图。第三制造方法是将相当于第一制造方法中的工序D的工序（形成离子注入层的工序）在工序C（形成PN结的工序）之前进行的方法。即，包括如下的工序：准备硅锭10的工序A（参照图8A）；在硅锭10的表面11形成纹理而形成为纹理形成面11’的工序B（参照图8B）；从纹理形成面11’注入离子40来形成离子注入层45的工序D''（参照图8C）；对纹理形成面11’注入掺杂剂30而形成PN结35的工序C（参照图8D）；以及对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击来分割硅锭10，从而得到硅基板50的工序E（参照图8E）。
[第二实施方式的试验例]
表示出在基板表面定向（111）的硅锭的表面形成有微细的纹理的试验例。
准备好图4A、图4B所示的纹理形成装置100。然后，在图4A、图4B所示的纹理形成装置100的载置台150上载置了基板表面定向（111）的硅锭110。将喷嘴130与硅锭110的间隔设为10mm。硅基板100的基板面的面积为125mm×125mm。将载置台150的温度设定为25℃。在将减压腔120内的压力调整为30KPa之后，将来自喷嘴130的蚀刻气体喷射到硅锭110的表面整体达3分钟。所喷射的蚀刻气体的组成取为“ClF3/O2/N2＝50～1000cc/2000cc/2000～5000cc”。
在所得到的硅锭的纹理形成面，与图5A～图5C的第一实施方式的实施例同样，密集地形成了三角锥状的突起。另外，该突起的高度为100nm～200nm。
这样，根据本发明的方法能够形成微细的纹理，因此即使是具有50μm以下的厚度的硅基板也能够确保其机械强度，并能用作太阳能电池用的硅基板。
[第三实施方式]
图9A～图9F是本发明第三实施方式的具有纹理形成面的硅基板的第一制造方法的流程图。图9A～图9F所示的第一制造方法包括如下工序：准备硅锭10的工序A（参照图9A）；对硅锭10的表面11形成纹理而做成为纹理形成面11’的工序B（参照图9B）；在纹理形成面11’上形成孔15的工序C（参照图9C）；对形成有孔15的纹理形成面11’注入掺杂剂30来形成PN结35的工序D（参照图9D）；从纹理形成面11’注入离子40而形成离子注入层45的工序E（参照图9E）；以及对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击来对硅锭10进行分割，从而得到硅基板50的工序F（参照图9F）。以下按工序进行说明。
[关于工序A（准备硅锭的工序）]
如图9A所示，准备硅锭10。在工序A中准备的硅锭10为基板表面定向（111）的单晶硅锭。本发明的硅锭的制造方法的特征之一，是在基板表面定向（111）的硅锭的表面形成纹理。根据现有的通常的纹理形成方法、即利用碱性溶液的湿式蚀刻法，能够在基板表面定向（100）的硅锭的表面形成纹理，但无法在基板表面定向（111）的硅锭的表面形成纹理，只得各向同性地进行蚀刻。与此不同，在本发明中，能够在基板表面定向（111）的单晶硅锭上形成纹理。
另外，硅锭优选掺杂成p型或n型。这是因为，若硅锭预先被掺杂，则在后述的工序C中，容易形成PN结。
[关于工序B（形成纹理形成面的工序）]
如图9B所示，在硅锭10的表面11形成纹理而形成纹理形成面11’。既可以在硅锭的表面11的整个面形成纹理，也可以在其一部分形成纹理。优选通过喷射蚀刻气体20即气体蚀刻（干式蚀刻）来形成纹理。这是因为，在本发明中制造出的硅基板的厚度薄（例如50μm以下），因此纹理的尺寸（凹凸的突起的高度）也需要变小。纹理的尺寸小指的是例如突起的高度处于100nm～1500nm的范围，优选处于100nm～1000nm的范围。
根据现有的通常的纹理形成方法、即利用碱性溶液的湿式蚀刻或利用等离子体的反应性离子蚀刻等，则形成的纹理的尺寸过大（例如凹凸的突起的高度为约10μm），无法得到较薄的硅基板。作为蚀刻气体等能够采用与第一实施方式同样的气体。
在工序B中的蚀刻中，重要的是将硅锭的温度维持在低温。硅锭的温度优选维持在130℃以下，进一步优选维持在100℃以下，更优选维持在80℃以下。为了使硅锭的温度维持在低温，优选将载置硅锭的载置台的温度维持在室温程度（25℃）以下。
在工序B中也可以包含对硅锭的表面喷射冷却气体的步骤。所谓冷却气体与所述的惰性气体同样，指的是氮气、氩气或氦气等。通过对因与蚀刻气体反应而发热的硅锭的表面喷射冷却气体，能够对发热的硅锭进行冷却。
在工序B中，也可以交替反复进行对硅锭喷射蚀刻气体的步骤和喷射冷却气体的步骤。通过控制对硅锭喷射蚀刻气体的步骤的工艺时间，而将硅锭的温度维持在低温。工艺时间没有特别限定，为1分钟～10分钟左右即可。在对硅锭喷射蚀刻气体的步骤之后，喷射冷却气体而使硅锭的温度降低，再对硅锭喷射蚀刻气体即可。
在利用蚀刻气体在硅锭的表面形成了具有所希望的纹理的纹理形成面11’（参照图1B、图2C和图3B）后，优选去除残留在硅锭上的蚀刻气体或其分解物。例如，也可以是，将硅锭放在氢气环境中，来去除残留的氟成分。
[关于工序C（形成孔的工序）]
如图9C所示，在硅锭10的纹理形成面11'形成孔15。孔15的直径没有特别限定，优选大于形成为太阳能电池时的总线（busbar）电极（配置在纹理形成面）的布线宽度。总线电极的布线宽度通常为约1mm。另外，孔15的深度大于想要制造的硅基板50的厚度即可。例如，若想要制造的硅基板50的厚度为20μm，则孔15的深度为20μm以上即可。孔15的形状没有特别限定，为圆柱状、圆锥状、棱柱状、棱锥状等任意形状。
孔15的形成例如能够通过使用碱性溶液的蚀刻来进行，或者通过对纹理形成面11'照射激光来进行，但优选通过激光照射来形成。
在以使用碱性溶液的蚀刻形成孔15时，例如采用如下方法即可：1）以掩膜（例如氧化硅膜）覆盖纹理形成面11'；2）去除形成孔的部位的掩膜而形成窗；3）以碱性溶液在窗口部分的硅锭形成孔；4）去除掩膜。在这样的使用碱性溶液的蚀刻中，作为后处理需要利用氟化氢的洗净工序或热处理工序等。因此，不仅有可能污染硅基板表面，在成本方面也存在不利。
另一方面，在激光照射下的孔15的形成能够由干式工艺进行，因此硅基板的污染受到抑制。由激光照射形成孔15时的条件没有特别限定，使用YAG激光等照射飞秒或微秒的脉宽的激光即可。特别是在形成孔15时，在想要抑制因烧蚀产生的硅碎屑的情况下，采用等离子体辅助式激光烧蚀法即可。
[关于工序D（形成PN结的工序）]
如图9D所示，通过形成有孔15的纹理形成面11'和孔15的内壁面，对硅锭10注入掺杂剂30。硅锭10被掺杂为P型时，将纹理形成面11'的表层和孔15的内壁面的表层掺杂成N型来形成发射层，从而形成PN结35即可。硅锭10被掺杂成N型时，将纹理形成面11'的表层和孔15的内壁面的表层掺杂成P型来形成发射层，从而形成PN结35即可。PN结35优选形成在距纹理形成面11'和孔15的内壁面的深度为0.01μm～0.1μm的区域，例如优选形成在深度约0.05μm的区域。
通过如下方法可实现纹理形成面11'的表层和孔15的内壁面的表层的掺杂，即：使含有掺杂剂的气体气相扩散；将含有掺杂剂的溶液涂覆在纹理形成面11'上之后使其热扩散；在含有掺杂剂的环境中照射大气压等离子体。例如，在硅锭10被掺杂为P型时，1）在氧氯化磷气体中加热硅锭，使磷在纹理形成面11'的表层和孔15的内壁面的表层气相扩散，或者2）在包含磷成分的环境中将大气压等离子体照射在纹理形成面11'的表层和孔15的内壁面的表层。当然，也可以在使掺杂剂扩散之后，进行退火（例如热处理）来使其活化。
[关于工序E（形成离子注入层的工序）]
如图9E所示，从纹理形成面11’对硅锭10注入离子40，形成离子注入层45。
此外，在第三实施方式的制造方法中，在形成PN结35之后进行形成离子注入层45的工序（工序E）。但是，形成离子注入层45的工序没有特别限制，也可以在其他工序之前或之后进行。例如，作为工序E’，可以在形成纹理之前进行（参照图10B）。作为工序E''，可以在形成了纹理之后，形成孔15之前进行（参照图11C）。即，在工序E（工序E’和工序E''）中，只要通过硅锭10的表面（111面）对硅锭10注入离子40，则硅锭10的表面既可以是纹理形成面11’（参照图9D和图11C）、也可以是未形成纹理的表面11（参照图10B）。
在要注入的离子40的例子中，包含有氢离子（质子）、氮离子或稀有气体（氩气等）离子等。使所注入的离子存在于距硅锭的基板表面为一定深度的层状区域中，从而形成离子注入层45。一定深度a指的是50μm以下的深度，优选为20μm以下的深度。通过调整该深度，能够调整所制造的硅基板50的厚度。另外，一定深度a需要小于孔15的深度。这是由于在想要制造的硅基板上设置贯穿口（通孔）的缘故。
在工序E（工序E’和工序E''）中，为了在距硅锭的基板面为一定深度a的层状区域形成离子注入层45，而对要注入的离子的加速能进行调整或对注入量进行调整。离子注入层45其自身的厚度b没有特别限定，为约0.7μm即可。
[关于工序F（分割硅锭的工序）]
如图9F所示，对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击。施加冲击的方法可以为激光照射或加热处理。加热指的是例如加热到500℃。进而，也可以通过照射大气压等离子体60来对硅锭施加冲击。通过照射大气压等离子体60而不是激光照射，能够得到如下的优点：能够修复由于在工序D中所注入的离子40可能在硅锭10中产生的缺陷。
进而，在工序F中，为了对硅锭施加冲击，也可以在照射大气压等离子体60后照射干性超声波65。干性超声波45的照射不需要特别的设备，具备使工艺成本降低的优点。
在工序F中施加了冲击的硅锭以离子注入层45为边界而被分割（参照图9F、图10F、图11F）。其结果是，得到具有纹理形成面11’、且具有50μm以下的厚度的基板表面定向（111）的硅基板50。并且，硅基板50形成有贯穿口（通孔）15。
利用本发明制造的硅基板50的特征在于，在其表面形成有纹理。将形成有纹理的基板表面称为纹理形成面。
[太阳能电池单元]
硅基板50优选用作太阳能电池元件用的硅基板，更优选用作背接触单元型的硅基板。含有硅基板50的背接触单元型的太阳能电池元件的例子示于图6。图6表示通过硅基板50的通孔15（参照图1F等）的截面。图6所示的太阳能电池单元包括：1）填充在通孔15的内部的电极70；以及2）形成在硅基板50的纹理形成面11'的背面的电极75。电极70与PN结35相连接。电极70能够形成在通孔15的内部，且形成在硅基板50的纹理形成面11'的背面，但在该情况下，在纹理形成面11'的背面与电极70之间夹持绝缘膜79。另外，电极70与安装在硅基板的纹理形成面11’上的总线电极78电连接。总线电极与指状电极’（未图示）等相连接，是用于汇集太阳能电池发电产生的电力的电极。例如通过蒸镀法形成作为电极的金属膜即可。电极70例如为银。电极75例如为铝的蒸镀膜。
进而，优选在硅基板50的纹理形成面11’层叠反射防止层（未图示）。这是因为，反射防止层能够使纹理形成面处的反射率进一步降低，使太阳能电池的光电转换率提高。在反射防止层的例子中，含有氮化硅膜或氧化钛膜等。
以上说明了第三实施方式，但第三实施方式并不限于所述内容，考虑各种变形例。例如可以考虑以下的第二制造方法、第三制造方法。
图10A～图10F为本发明第三实施方式的具有纹理形成面的硅基板的第二制造方法的流程图。在如图9B、图9C、图9D所示那样形成了PN结35之后，如图9D、图9E所示那样形成了离子注入层45。但是，如图10B、图10C、图10D所示那样，也可以在形成了离子注入层45之后，形成PN结35。即，包括如下的工序：准备硅锭10的工序A（参照图10A）；从硅锭10的未形成纹理的表面11注入离子40而形成离子注入层45的工序E’（参照图10B）；在硅锭10的未形成纹理的表面11形成纹理而做成为纹理形成面11’的工序B（参照图10C）；在纹理形成面11’形成孔15的工序C（参照图10D）；在形成了孔15的纹理形成面11’注入掺杂剂30而形成PN结35的工序D（参照图10E）；以及对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击，分割硅锭10而得到硅基板50的工序F（参照图10F）。
图11A～图11F是本发明第三实施方式的具有纹理形成面的硅基板的第三制造方法的流程图。第三制造方法将相当于第一制造方法的工序E的工序（形成离子注入层的工序）在工序C（形成孔的工序）之前进行。即，包括：准备硅锭10的工序A（参照图11A）；在硅锭10的表面11形成纹理而做成为纹理形成面11’的工序B（参照图11B）；从纹理形成面11’注入离子40；形成离子注入层45的工序E''（参照图11C）；在纹理形成面11’形成孔15的工序C（参照图11D）；在形成了孔15的纹理形成面11’注入掺杂剂30而形成PN结35的工序D（参照图11E）；以及对形成有离子注入层45的硅锭10施加冲击，分割硅锭10而得到硅基板50的工序F（参照图11F）。
[第三实施方式的试验例]
表示在基板表面定向（111）的硅锭的表面形成有微细的纹理的试验例。
准备好图4A、图4B所示的纹理形成装置100。然后，在图4A、图4B的纹理形成装置100的载置台150上载置了基板表面定向（111）的硅锭110。将喷嘴130与硅锭110的间隔设为10mm。硅基板100的基板面的面积为125mm×125mm。将载置台150的温度设定为25℃。将减压腔120内的压力调整为30KPa以后，将来自喷嘴130的蚀刻气体喷到硅锭110的表面整体达3分钟。所喷射的蚀刻气体的组成取为“ClF3/O2/N2＝50～1000cc/2000cc/2000～5000cc”。
在所得到的硅锭110的纹理形成面，与图5A～图5C的第一实施方式的实施例同样，密集地形成了三角锥状的突起，另外该突起的高度为100nm～200nm。
这样，能够根据本发明的方法形成微细的纹理，因此即使具有50μm以下的厚度且具有通孔的硅基板，也能确保其机械强度，并能用作太阳能电池用的硅基板。
本申请的申请人主张基于在先申请的日本专利申请2011－91374号（申请日2011年4月15日）、2011－91382号（申请日2011年4月15日）、以及2011－91386号（申请日2011年4月15日）的优先权，出于参考的目的而在此引用这些日本专利申请的说明书。
工业实用性
本发明的硅基板将其纹理形成面作为受光面，从而特别适合用作太阳能电池用的硅基板。并且，能够使太阳能电池中的硅的材料效率飞跃性地提高。

Claims (21)

1.硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面且具有50μm以下的厚度，该硅基板的制造方法包括如下工序：
工序A，准备具有50μm以下的厚度的、基板表面定向（111）的硅基板；以及
工序B，对所述准备好的硅基板的基板表面喷射包括含氟气体的蚀刻气体，从而形成纹理。
2.如权利要求1所述的硅基板的制造方法，其中，
所述工序A包括：
工序a1，准备基板表面定向（111）的硅锭；
工序a2，对所述硅锭的、距结晶块表面的深度为50μm以下的区域注入离子而形成离子注入层；以及
工序a3，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。
3.如权利要求1所述的硅基板的制造方法，其中，
所述含氟气体包含选自ClF3、XeF2、BrF3、BrF5及NF3中的一种以上的气体。
4.如权利要求1所述的硅基板的制造方法，其中，
在所述蚀刻气体中还包括在分子中含有氧原子的气体。
5.如权利要求1所述的硅基板的制造方法，其中，
在减压环境下进行所述工序B中的硅基板的蚀刻。
6.如权利要求1所述的硅基板的制造方法，其中，
在所述纹理形成面形成有多个锥状的突起，并且所述突起的高度处于100nm～1500nm的范围。
7.硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面且具有50μm以下的厚度，该硅基板的制造方法包括如下工序：
工序A，准备基板表面定向（111）的硅锭；
工序B，对所述硅锭的表面供给包括含氟气体的蚀刻气体而形成纹理；
工序C，对所述纹理形成面注入掺杂剂而在所述硅锭的表层形成PN结；
工序D，从所述纹理形成面注入离子而形成离子注入层；以及
工序E，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。
8.硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面且具有50μm以下的厚度，该硅基板的制造方法包括如下工序：
工序Ａ，准备基板表面定向（111）的硅锭；
工序D'，从所述硅锭的表面注入离子而形成离子注入层；
工序B，对所述硅锭的表面供给包含含氟气体的蚀刻气体而形成纹理；
工序C，对所述纹理形成面注入掺杂剂而在所述硅锭的表层形成PN结；以及
工序E，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。
9.硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面且具有50μm以下的厚度，该硅基板的制造方法包括如下工序：
工序A，准备基板表面定向（111）的硅锭；
工序B，对所述硅锭的表面供给包括含氟气体的蚀刻气体而形成纹理，
工序D''，从所述纹理形成面注入离子而形成离子注入层；
工序C，对所述纹理形成面注入掺杂剂而在所述硅锭的表层形成PN结；以及
工序E，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。
10.如权利要求7～9中任一项所述的硅基板的制造方法，其中，
所述含氟气体包含选自ClF3、XeF2、BrF3、BrF5及NF3中的一种以上的气体。
11.如权利要求7～9中任一项所述的硅基板的制造方法，其中，
在所述蚀刻气体中还包括在分子中含有氧原子的气体。
12.如权利要求7～9中任一项所述的硅基板的制造方法，其中，
在减压环境下进行所述工序B中的硅锭的蚀刻。
13.如权利要求7～9中任一项所述的硅基板的制造方法，其中，
在所述纹理形成面形成有多个锥状的突起，并且所述突起的高度处于100nm～1500nm的范围。
14.硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面，具有通孔且厚度为50μm以下，该硅基板的制造方法包括如下工序：
工序A，准备基板表面定向（111）的硅锭；
工序B，对所述硅锭的表面供给包括含氟气体的蚀刻气体而形成纹理；
工序C，对所述纹理形成面照射激光而形成孔；
工序D，对所述纹理形成面注入掺杂剂，而在所述硅锭的表层和所述孔的内壁表面层形成PN结；
工序E，从所述纹理形成面注入离子而形成离子注入层；以及
工序F，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。
15.硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面，具有通孔且厚度为50μm以下，该硅基板的制造方法包括如下工序：
工序A，准备基板表面定向（111）的硅锭；
工序E'，从所述硅锭的表面注入离子而形成离子注入层；
工序B，对所述硅锭的表面供给包括含氟气体的蚀刻气体而形成纹理；
工序C，对所述纹理形成面照射激光而形成孔；
工序D，对所述纹理形成面注入掺杂剂而在所述硅锭的表层形成PN结；以及
工序F，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。
16.硅基板的制造方法，该硅基板具有纹理形成面，具有通孔且厚度为50μm以下，该硅基板的制造方法包括如下工序：
工序A，准备基板表面定向（111）的硅锭；
工序B，对所述硅锭的表面供给包括含氟气体的蚀刻气体而形成纹理；
工序E''，从所述纹理形成面注入离子而形成离子注入层；
工序C，对所述纹理形成面照射激光而形成孔；
工序D，对所述纹理形成面注入掺杂剂而在所述硅锭的表层形成PN结；以及
工序F，对形成有所述离子注入层的硅锭施加冲击而由离子注入层分割硅锭，从而得到厚度50μm以下的硅基板。
17.如权利要求14～16中任一项所述的硅基板的制造方法，其中，
所述含氟气体包含选自ClF3、XeF2、BrF3、BrF5及NF3中的一种以上的气体。
18.如权利要求14～16中任一项所述的硅基板的制造方法，其中，
在所述蚀刻气体中还包括在分子中含有氧原子的气体。
19.如权利要求14～16中任一项所述的硅基板的制造方法，其中，
在减压环境下进行所述工序B中的硅锭的蚀刻。
20.如权利要求14～16中任一项所述的硅基板的制造方法，其中，
在所述纹理形成面形成有多个锥状的突起，并且所述突起的高度处于100nm～1500nm的范围内。
21.太阳能电池单元，其为包括由权利要求14至16中的任一项所述的方法所得到的硅基板的背接触型太阳能电池单元，其中，该太阳能电池单元包括：
由形成在所述通孔的内侧面且与PN结连接的导电膜构成的电极；以及
由形成在与纹理形成面相反的面上的导电膜构成的电极。
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