CN107851681A - 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
目的在于，在形成固相扩散源的膜后，接着在进行基于热处理的杂质扩散时，抑制杂质混入到背面，得到载流子寿命长的太阳能电池的制造方法，包括：在具有受光面(1A)以及背面(1B)的n型单晶硅基板(1)的受光面(1A)形成作为固相扩散源的BSG膜(2)的工序；以及热处理工序，加热n型单晶硅基板(1)，使作为第2导电类型的杂质的硼从BSG膜(2)扩散而形成p型扩散层(7)，在热处理工序之前，包括去除形成于背面1B的含硼生成物(4)、含氧化硅生成物(5)等固相扩散源的膜的工序。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制造方法以及太阳能电池，特别涉及光电变换效率的提高。
背景技术
以往，在太阳能电池中，如专利文献1所示的一个例子，作为向作为光入射面的受光面或者作为与受光面相反的面的背面的杂质扩散方法，公开了在使用CVD法等形成扩散源的膜之后，在氮环境中加热基板和作为扩散源的膜，使杂质扩散到基板内的方法。
专利文献1：日本特开2004－247364号公报
发明内容
然而，在上述专利文献1所示的太阳能电池的制造方法中，当在基板上形成磷硅酸盐玻璃(PSG：Phosphorus Silicate Glass)膜或者硼硅酸盐玻璃(BSG：Boron SilicateGlass)膜之后，在氮环境下进行之中进行用于杂质扩散的热处理。因此，还同时发生从在形成膜时磷或者硼等杂质蔓延并附着到基板背面的生成物向背面的杂质扩散，所以，存在发生不期望的杂质向背面的混入这样的问题。杂质的混入导致太阳能电池的载流子寿命降低。
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于，在形成固相扩散源的膜后，接着在进行基于热处理的杂质扩散时，抑制杂质混入到背面，得到载流子寿命长的太阳能电池。
本发明为了解决上述课题而达到目的，提供一种太阳能电池的制造方法，包括：在具有第1主面以及第2主面的第1导电类型的半导体基板的第1主面形成固相扩散源的膜的工序；以及热处理工序，加热半导体基板，使第2导电类型的杂质从固相扩散源扩散而形成第2导电类型的扩散层，其中，在热处理工序之前，包括去除形成于第2主面的固相扩散源的膜的工序。
根据本发明，起到如下的效果：在形成固相扩散源的膜后，接着进行基于热处理的杂质扩散时，能够防止杂质混入到背面，实现太阳能电池的载流子寿命的提高。
附图说明
图1是示出实施方式1的太阳能电池的制造方法的流程图。
图2的(a)至(d)是示出实施方式1的太阳能电池的制造方法的工序剖视图。
图3的(a)至(d)是示出实施方式1的太阳能电池的制造方法的工序剖视图。
图4是示出关于实施方式1的太阳能电池的制造工序中的热处理工序的炉内的温度和环境状态的时序图的说明图。
图5的(a)以及(b)是示出在实施方式1的方法中在形成BSG膜和硅氧化膜时局部地产生成膜不良部分时的n型单晶硅基板的剖面的图。
图6是示出实施方式2的太阳能电池的制造方法的流程图。
图7是示出实施方式2的太阳能电池的制造工序的主要部分的工序剖视图。
图8是相对于实施方式1以及实施方式2所示的太阳能电池的制造方法而示出在加热处理时向在扩散工序中使用的扩散炉投入硅基板的投入方法的一个例子的图。
(符号说明)
1n型单晶硅基板；1A受光面；1B背面；2BSG膜；3硅氧化膜；4含硼生成物；5含氧化硅生成物；7p型扩散层；8硅氧化膜；9成膜不良部分；9a硅氧化膜形成不良部分；9b BSG形成不良部分；9c BSG膜及硅氧化膜形成不良部分；10p型扩散层形成不良部分；10a、10b p型扩散层浅化部分；10c p型扩散层未形成部分；14n型扩散层；15a受光面防反射膜；15b背面绝缘膜；16电极；16a受光面电极；16b背面电极；17扩散源；18n型扩散层；200加热炉；201舟皿。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的太阳能电池的制造方法以及太阳能电池的实施方式。此外，本发明不受该实施方式限定，在不脱离其主旨的范围中能够适当变更。另外，在以下所示的附图中，为了容易理解，各层或者各部件的比例尺有时与现实不同，在各附图之间也一样。另外，即使是俯视图，为了容易观察附图，也有时附加阴影线。
实施方式1.
图1是示出本发明的太阳能电池的制造方法的实施方式1的制造工序的流程图，图2(a)至(d)以及图3(a)至(d)是示出实施方式1的太阳能电池的制造方法的工序剖视图。图2(a)至(d)是示出本发明的太阳能电池的制造方法中的图1中所示的炉内的连续处理中的太阳能电池基板的变化的剖视图。图3(a)至(d)是示出本实施方式1的制造工序中的接着图2(a)至(d)所示的热处理的工序中的太阳能电池的剖面的变化的示意图。图4是示出关于炉内的温度和环境状态的时序图的说明图。
在本实施方式1的太阳能电池的制造方法中，其特征在于，在用于形成扩散层的热处理工序中，在热处理工序之前，包括去除形成于第2主面的固相扩散源的膜的工序。
即，在本实施方式中，在利用加热工序从固相扩散源进行杂质扩散的工序之前，包括去除形成于第2主面的固相扩散源的膜的工序，所以，虽然固相扩散材料蔓延并附着于半导体基板的与形成固相扩散源的膜的面相反的一侧的面，但通过在去除该固相扩散源之后进行热处理，避免使来自附着物的杂质扩散到基板。
实施方式1的太阳能电池使用具有成为受光面1A的第1主面和成为背面1B的第2主面的作为第1导电类型的半导体基板的n型单晶硅基板1。使用图1、图2(a)至(d)、图3(a)至(d)以及图4来说明制造方法。首先，在损伤层去除步骤S101中，浸渍到例如1wt％以上且小于10wt％的使氢氧化钠溶解而得到的碱溶液来去除在表面的晶圆切片时产生的污染或者损伤，之后，在n型单晶硅基板1的受光面1A，在例如0.1％以上且小于10％的碱溶液中添加异丙醇或者辛酸等添加剂，浸渍到溶液中，形成用于得到防反射构造的凹凸即纹理。此外，切片污染以及损伤的去除和纹理的形成也可以同时或者分别地进行。关于纹理的形成，不仅形成于受光面，也可以还形成于背面。在图2以及图3中，为了容易理解，未图示纹理，受光面、背面均示为平坦面。
接下来，在成膜前清洗步骤S102中，清洗n型单晶硅基板1的表面。在该清洗工序中，使用例如被称为RCA清洗的将硫酸与过氧化氢的混合溶液、氢氟酸水溶液、氨与过氧化氢的混合溶液以及盐酸与过氧化氢的混合溶液进行了组合的去除有机物、金属和氧化膜的工序、或者例如根据纹理形成方法而仅以氢氟酸水溶液的氧化膜去除工序。另外，关于清洗液，也可以选择清洗液的种类中的一种或者多种，又或者将氢氟酸与过氧化氢水的混合溶液或者含有臭氧的水包括在内地进行选择。
此外，为了避免各种处理液自身对其他物质的污染、或者成为不期望的反应的原因，并且，为了确保取出到装置外之后的安全，在各自的中间或者干燥前的阶段等中，进行利用纯水等的水洗。
接着上述清洗工序，在固相扩散源向受光面1A侧形成膜步骤S103中，如图2(a)所示，在n型单晶硅基板1的受光面1A，形成固相扩散源的膜、例如作为含有硼的氧化膜的硼硅酸盐玻璃(BSG)膜2。例如将减压CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)、常压CVD用于形成膜。此外，在上述成膜工序时，由于成膜气体的蔓延，含硼生成物4附着到n型单晶硅基板1的背面1B。接下来，在BSG膜2的上部，形成在热处理时成为罩的膜、例如硅氧化膜3。硅氧化膜3与BSG膜2同样地，利用减压CVD、常压CVD等成膜工序来形成膜，从工序的连续性来看是优选的。在形成硅氧化膜3时，也与形成BSG膜2时同样地，成膜气体蔓延而含氧化硅生成物5附着到背面1B。
在背面的固相扩散源去除步骤S104中，如图2(b)所示，去除背面1B侧的固相扩散源。在这里，去除n型单晶硅基板1的背面1B侧的固相扩散源。即，在形成BSG膜2与硅氧化膜3之后，去除背面1B侧的含硼生成物4以及含氧化硅生成物5。例如利用使用氢氟酸水溶液的溶解来进行去除，但由于含硼生成物4是与BSG膜2本质上相同的物质，含氧化硅生成物5是与硅氧化膜3本质上相同的物质，所以最好例如使用单面蚀刻装置，仅使背面1B侧接触于氢氟酸水溶液来去除含硼生成物4以及含氧化硅生成物5。作为单面蚀刻装置的一个例子，通过使用使蚀刻面向下而从下侧喷出蚀刻液的装置、或者具有仅将单面浸渍到蚀刻液的构造的蚀刻装置等，能够实现单面蚀刻。
对n型单晶硅基板1连续地实施加热处理。在该加热处理中使用热处理炉。首先，对热处理炉进行预热，在惰性气体环境中进行热处理的步骤S105中，如图2(c)所示，为了形成扩散层，在惰性气体环境中进行热处理。
接下来，在包括氧O2的环境中连续地进行热处理的步骤S106中，一边供给氧O2一边进行热处理。在该加热处理中，向热处理炉投入图2(b)的阶段的去除背面1B侧的固相扩散源后的n型硅基板1，一边切换温度与成膜环境一边进行升温、加热、降温。关于加热中的环境，分成：在将n型单晶硅基板1投入到炉内之后，在800℃至1100℃的温度段中在包括例如氮、氩等惰性气体的环境中加热任意的时间的工序；以及接下来在800℃至1100℃的温度段中在包括氧的环境中加热1分钟至20分钟以下的时间的工序。
首先，在包括例如氮、氩等惰性气体的环境中，使温度达到使来自BSG膜2的杂质扩散推进那样的温度T、例如800℃至1100℃，形成所期望的p型扩散层7。在p型扩散层7的形成结束之后，使氧流入，从而如图2(d)所示，在形成有p型扩散层7的n型单晶硅基板1整个表面，形成硅氧化膜8。
在图4中用曲线a表示该热处理的温度分布图。在炉内用氮进行置换，并对炉进行预热，在变成氮环境并且温度T＝900℃时，在时刻t01，将n型单晶硅基板1投入到热处理炉，维持时间t1＝1分钟至30分钟，直至时刻t02为止。在时刻t02，将氧供给到热处理炉。一边供给氧一边在上述温度T下维持时间t2＝1分钟至20分钟，直至时刻t03为止。在上述氧化工序中，投入到热处理炉内的n型单晶硅基板1由于在环境中包括的氧而表面被氧化。由于受光面侧被BSG膜2与硅氧化膜3覆盖，所以该氧化在未被膜覆盖的背面侧选择性地推进。在时刻t03停止氧的供给，供给氮气，进行氮置换。
在以上的加热工序之后，一边供给氮一边使温度下降之后，在时刻t04从加热处理炉取出n型单晶硅基板1，实施背面氧化膜去除步骤S107，根据需要去除背面1B侧的硅氧化膜8。如图3(a)所示，在去除硅氧化膜8之后，背面1B露出。此外，在形成于背面1B的硅氧化膜8薄的情况下，也可以不进行去除而继续实施向背面1B的杂质扩散。
其后，根据需要实施向背面1B的杂质扩散。在这里，作为例子，说明使用用于形成n型扩散层的基于POCl3气体的磷扩散工序的情况。在该工序中，针对n型单晶硅基板1的整个面，POCl3气体进行热分解，首先形成磷硅酸盐玻璃(PSG)膜，将其作为扩散源，在随后的加热工序中，浸透即扩散到内部。这样，在POCl3气体环境中进行背面扩散的步骤S108中，使磷扩散POCl3气体中的磷迅速地扩散到露出的背面1B，形成有p型扩散层7的受光面1A侧形成有作为扩散阻挡部(barrier)的硅氧化膜8、BSG膜2、硅氧化膜3，所以，能够防止磷的混入。此时，通过使用后述的装置，通过两张两张地叠合，背面1B侧配置成直接暴露在炉的环境中，将PSG膜形成为所期望的厚度。
即，如图3(b)所示，对背面1B选择性地实施磷的扩散，在背面1B形成n型扩散层14。
此外，在形成n型扩散层14后，BSG膜2与硅氧化膜3以及作为阻挡部发挥功能的硅氧化膜8例如使用5至25％的氢氟酸水溶液来去除。此时，也可以将基于水洗的氧化膜、一般被称为自然氧化膜的氧化膜用作后述的钝化层或者其一部分。或者，出于相同的目的，也可以使用在包括臭氧的水中清洗后的氧化膜。
接下来在pn结分离步骤S109中，使p型扩散层7与n型扩散层14分离。具体来说，例如最好将经过至此为止的工序的n型单晶硅基板1堆积几十至几百张，进行利用等离子体放电对其侧面部进行蚀刻处理的端面蚀刻、或对基板表面或者背面的侧端部附近或者基板侧面照射激光并使之熔融的激光分离等。
如上所述，进行基板端面的切除或者蚀刻，如图3(c)所示，形成在受光面1A侧具备p型扩散层7、在背面1B侧具备n型扩散层14的太阳能电池基板。
此外，根据分离的状况即漏电流的大小或者作为最终的发电产品的模块内的单元排列，还能够省略该分离工序。
之后，在背面绝缘膜形成步骤S110中，在背面1B，例如使用等离子体CVD来形成包含氮化硅膜的背面绝缘膜15b。此外，也可以在氮化硅膜与n型扩散层之间形成钝化层。在该情况下，钝化层最好是硅氧化膜，除一般的热氧化以外，如上所述，也可以使用基于水洗或者含臭氧的水的清洗的氧化膜。
接下来，在防反射膜形成步骤S111中，在受光面1A侧也同样地，例如利用使用等离子体CVD的氮化硅膜，形成受光面防反射膜15a。此外，也可以在氮化硅膜与n型扩散层之间形成钝化层。
在该情况下，钝化层最好是硅氧化膜、氧化铝膜中的某一方、或者双方的层叠。在将硅氧化膜用作钝化层的情况下，除一般的热氧化以外，如上所述，也可以使用基于水洗或含臭氧的水的清洗的氧化膜。另外，在使用氧化铝膜的情况下，利用例如等离子体CVD或者ALD(Atomic Layer Deposition，原子堆积法)而形成。在该情况下，在形成膜时所包含的固定电荷具有提高钝化能力的效果，所以更优选。
此外，关于受光面防反射膜15a与背面绝缘膜15b以及双方的钝化层的形成顺序，不一定仅限定于上述顺序，也可以适当选择上述以外的顺序来形成。
其后，如图3(d)所示，在电极形成步骤S112中，在受光面1A侧与背面1B侧分别形成受光面电极16a与背面电极16b。作为电极材料，例如使用铜、银、铝或其混合物等。例如，利用例如丝网印刷将把铜、银、铝或其混合物的金属粉体、玻璃、陶瓷成分的粉体与有机溶剂混合并制成膏状的物质形成为期望的形状的图案，进行干燥以及烧制，从而形成。这样，完成太阳能电池。
如以上说明的那样，根据本实施方式1的方法，在形成固相扩散源的BSG膜2与硅氧化膜3时，即使蔓延到背面而形成包括硼的生成物，由于在进行加热之前去除，所以即使由于之后的加热，也能够防止向背面的杂质扩散。
因此，能够抑制在受光面与背面混入作为目标的杂质以外的、形成相反的导电类型的杂质或者污染物质，得到载流子寿命长的光电变换效率高的太阳能电池。
图5(a)以及图5(b)示出在形成BSG膜2与硅氧化膜3时局部地产生成膜不良部分时的n型单晶硅基板1的剖视图，分别是与上述制造工序中的图2(b)和图2(d)对应的图。如图5(a)所示，成膜不良部分9分成硅氧化膜形成不良部分9a、BSG形成不良部分9b、BSG膜且硅氧化膜形成不良部分9c。成膜不良部分9形成包括p型扩散层浅化部分10a、10b以及p型扩散层未形成部分10c的p型扩散层形成不良部分10。
另外，也有时在去除背面的固相扩散源时，受光面1A被蚀刻，产生受光面1A侧的固相扩散源变薄等缺陷。
在实施方式1中，在步骤S106中的杂质扩散工序后，在包括氧O2的环境中，如图2(d)所示实施氧化处理。因此，氧到达成膜不良部分9中的膜薄到不发生杂质扩散的程度的部位、例如BSG膜且硅氧化膜形成不良部分9c的正下方的n型单晶硅基板1的受光面1A，如图5(b)所示在背面1B同样地形成硅氧化膜8。硅氧化膜8作为防止来自炉体或者环境中的污染物质的侵入的阻挡部而发挥功能，所以能够防止热处理中的受光面1A的污染。即，通过在杂质扩散后导入氧，在成膜不良部分9或者未形成膜的部位、例如背面1B形成氧化膜，能够防止污染物质的侵入。另外，关于进行杂质扩散的部位，也利用进行杂质扩散之后的氧导入而形成硅氧化膜8。
在形成n型扩散层14时，硅氧化膜8作为防止n型杂质进入到受光面1A侧的阻挡部的一部分而发挥功能。其厚度最好是5nm以上且10nm以下。在小于5nm时，在后面的工序中，作为阻挡部的功能不足，在10nm以上时，阻挡部功能变大而起到反作用，无法良好地形成背面1B侧的n型扩散层的危险性增大。在向背面1B侧的n型杂质的杂质扩散工序中，避免n型杂质扩散到受光面1A侧，关于背面1B侧，为了良好地形成n型扩散层，在受光面1A侧的扩散工序后执行的氧化工序是重要的。通过控制氧化的推进，将硅氧化膜8的膜厚控制成5nm以上且10nm以下，能够降低扩散泄漏而得到高效率的太阳能电池。
另外，在该氧化工序中得到的硅氧化膜不仅膜厚重要，膜质也重要，但由于在超过800℃的基于扩散的热处理后导入氧而实施，所以，成为致密的膜质，成为阻挡性高的膜。因此，通过将膜厚控制成5nm以上且10nm以下，能够省略背面氧化膜去除步骤S107。即，就那样，能够防止n型杂质进入到受光面1A侧，另一方面，能够提高n型杂质向背面1B侧的扩散性。此外，当在背面1B的扩散之前去除背面1B的硅氧化膜8的情况下，上限也可以比10nm厚。
此外，包括氧的环境是以10％至100％的流量比率将氧混合于以氮或者氩为代表的惰性气体而得到的。在氧为10％以下的情况下，n型单晶硅基板1表面的氧化速度慢，所以难以得到效果，并且产生n型单晶硅基板1的基于炉内的投入位置的氧化膜的不均或者基板表面的氧化膜不均，不优选。也可以将氧设为100％，但氧化速度被氧向n型单晶硅基板1内部的扩散而限速，随着氧的流量比变大，氧化速度增大，所以，需要将氧化工序的时间限制为短时间。因此，优选的是，最好在包括15％至用于避免炉内的氧分布不均的富裕量的氧例如40％的环境中进行加热。
此外，切片损伤的去除工序、纹理的形成工序、清洗处理工序是用于说明实施方式1的工序的例子，不限定于这些，也可以使用任意工序，不限制于上述工序。同样地，关于背面的n型扩散层14的形成工序、pn结的分离工序、受光面防反射膜15a与背面绝缘膜15b的形成工序、以及受光面电极16a与背面电极16b的形成工序，也可以使用任意工序，不限制于上述工序。此外，从n型扩散层14的形成工序至电极16的形成工序，只要作为太阳能电池发挥功能，就可以适当调换顺序，不限制于记载的顺序。
另外，为了说明，使用n型单晶硅基板1、作为固相扩散源的BSG膜2以及向背面1B磷扩散得到的n型扩散层14，但不限制于上述结构。只要作为太阳能电池发挥功能，则关于基板，也可以使用多晶硅基板、硅碳化物等其他硅系晶体基板，关于导电类型，也可以使用p型的基板。进一步地，固相扩散源也可以使用如磷硅酸盐玻璃(PSG)那样的包含形成n型的扩散层的杂质的物质。也可以将如硼那样的形成p型的扩散层的杂质用于与固相扩散源相反的面的扩散。如上所述，关于基板，以及关于形成于受光面与背面的扩散层，都能够适当选择形成p型、n型中的哪一方以及形成扩散层的杂质元素。
根据本实施方式的太阳能电池的制造方法，在炉内的连续热处理步骤中的在惰性气体环境中进行热处理的步骤S105的最后的一定时间以维持为扩散温度的状态将氧导入到扩散炉，从而能够一边使扩散推进一边实施氧化。即，仅通过供给到扩散炉的气体的切换，就能够进行氧化，能够不增大工时地形成硅氧化膜8，作为硅氧化膜8背面扩散时的向受光面1A侧的扩散阻挡部而有效地发挥作用。另外，由于是由高温氧化形成的氧化膜，所以能够得到膜质良好的氧化膜。即使在去除背面的固相扩散源时受光面1A被蚀刻而产生受光面1A侧的固相扩散源变薄等缺陷的情况下，也由于该硅氧化膜8的存在，受光面1A侧的阻挡性提高，防止背面扩散时的杂质的导入。
如上所述，抑制在受光面与背面混入作为目标的杂质以外的形成相反的导电类型的杂质或者污染物质，实现载流子寿命长且光电变换效率高的太阳能电池。
在如上所述形成的太阳能电池中，背面1B侧的第1导电类型扩散层中的第1导电类型的杂质浓度形成于未形成有第2导电类型的杂质的面，所以第1导电类型的杂质的浓度始终在第1导电类型扩散层整个区域中比第2导电类型的杂质的浓度高，所以不受到第2导电类型的杂质的影响而能够得到所期望的第1导电类型的杂质浓度。即，从背面1B侧入射的反射光能够有效地贡献于发电，所以能够提高双面受光型太阳能电池的特性。
实施方式2.
实施方式2的太阳能电池的制造方法相对于实施方式1所示的太阳能电池的制造方法，在受光面侧、背面侧的某一方或者双方形成局部的高浓度扩散层。除背面侧的氧化膜去除工序和磷扩散工序之外都相同，所以参照实施方式1而省略详细说明。
图6是关于实施方式2的太阳能电池的制造方法而示出从热处理至pn结的分离工序的流程图。图7(a)以及图7(b)是示出n型的杂质扩散工序中的n型单晶硅基板1的剖面的变化的示意图。下面，使用图6以及图7来说明。
在实施方式2的太阳能电池的制造方法中，在实施作为用于形成p型扩散层7的热处理工序的步骤S104、105、106之后，如图7(a)所示，连续地实施固相扩散源向背面侧形成膜步骤S108a、作为热处理工序的背面扩散步骤S108b。在这里，高浓度地形成示出n型的导电类型的杂质，例如将包含1×1020个/cm3以上的磷的扩散源17形成于背面1B的硅氧化膜8上。此后，在形成扩散源17后，是上述背面扩散步骤S108b，与实施方式1的背面扩散步骤S108同样地，在POCl3气体环境中对n型单晶硅基板1实施热处理。例如在800℃至1000℃的温度下实施从扩散源17的杂质扩散。
在扩散源正下方存在形成于背面1B的硅氧化膜8，但其厚度薄，为5nm至10nm，另外，扩散源17的杂质浓度是高浓度，所以，其影响不会波及到n型扩散层的形成。该部分的扩散源17由通过POCl3气体的热分解形成的磷硅酸盐玻璃(PSG)膜而形成，在与扩散源17接触的n型单晶硅基板1内杂质扩散而形成高浓度的n型扩散层18。在未被扩散源17覆盖的区域，形成浓度比n型扩散层18低的n型扩散层20。
然后，经过pn结分离步骤S109，实施图1所示的背面绝缘膜形成步骤S110、防反射膜形成步骤S111、电极形成步骤S112。
另一方面，扩散源17正下方以外的区域的n型单晶硅基板1附着有从扩散源17脱离到环境中的杂质，但与扩散源17自身的杂质浓度相比浓度或者总量较低，无法通过形成于n型单晶硅基板1的表面的氧化膜。
因此，根据实施方式2，能够在扩散层形成具有2个阶段的浓度的构造。如果适当地进行两者的分配，则扩散源17正下方以外的区域能够抑制为更低浓度，所以实现更高效率的太阳能电池。
如上所述，形成固相扩散源的工序是选择性地形成于作为第2主面的背面1B、并利用来自作为该固相扩散源17的PSG膜的扩散而形成作为第1导电类型的n型扩散层20的工序。
因此，根据实施方式2，能够从制造方法中除去背面1B的氧化膜去除工序，能够不对形成于n型单晶硅基板1的硅氧化膜8造成影响地完成至n型杂质的扩散工序。
此外，在形成作为第1导电类型的扩散层的n型扩散层的工序中，在n型单晶硅基板1的作为第2主面的背面1B形成包括1×1020个/cm3以上的杂质的扩散源。利用该方法，即使在扩散源接触的部位存在硅氧化膜，也能够形成杂质扩散层，能够省略去除n型单晶硅基板1的背面1B的硅氧化膜8的工序。此外，在用硅氧化膜8覆盖作为太阳能电池基板的n型单晶硅基板1的整个表面区域的状态下，实施从扩散源的扩散，所以即使从扩散源放出到环境中的杂质附着到n型单晶硅基板1，也不会扩散到基板内部。
如上所述，根据实施方式2的太阳能电池的制造方法，不需要背面的氧化膜去除工序，所以防止p型与n型的杂质邻接的泄漏路径的形成，实现二极管特性优良的太阳能电池。
此外，相对于实施方式1以及实施方式2所示的太阳能电池的制造方法，在图8中示出在加热处理时向在扩散工序中使用的扩散炉投入硅基板的投入方法的一个例子。是示出为了进行向单面的杂质扩散而向热处理炉投入基板的投入方法的图。
对加热炉200投入放置于舟皿(boat)201的n型单晶硅基板1，进行热扩散。在形成受光面侧的p层扩散层、背面侧的n层扩散层中的某一方或者双方时，如图8所示，将2张n型单晶硅基板1叠合作为1组而投入加热炉200，并进行加热。在形成p层扩散层的情况下将背面侧设为贴合面，在形成n层扩散层的情况下将受光面侧设为贴合面，将2张设为1组而进行加热。
设为贴合面的面根据该方式的特征，被限制接触加热中的环境，抑制从形成膜后的固相扩散源的脱离量或者磷硅酸盐玻璃(PSG)膜的附着。由此，在p层扩散加热的情况下，能够进一步地抑制来自背面的不希望的杂质的浸透，在n层扩散加热的情况下，能够进一步地抑制来自受光面的不希望的杂质的浸透。因此，进一步地实现漏电流少的高品质的太阳能电池。
在本实施方式中，在热处理工序后，去除形成与所形成的扩散层不同的导电类型扩散层的工序中的作为保护膜的硅氧化膜的一部分。因此，能够使用基于平常的气体的杂质扩散，由于在氧化膜去除部以外的部分残存有膜，所以能够防止杂质混入并形成泄漏路径。
如以上所说明的那样，在实施方式1以及2中，示出制造工序，该制造工序用于在形成作为固相扩散源的包括杂质的膜之后在去除背面侧的扩散源后进行热处理，从而防止从背面的生成物的杂质扩散。具体来说，在热处理时，在惯例的热处理中使用氮、氩等惰性气体来实施处理，在后面，在使氧流入的环境中实施热处理，实施两级热处理。氧的供给是在使杂质从固相扩散源的膜扩散的不包括氧的环境的热处理之后实施的。即，由于在投入炉后接触到的氧，在基板背面的生成物和基板界面形成作为扩散阻挡部的氧化膜，在停止氧的供给的过程中，从成膜物实施杂质扩散，杂质仅扩散到成膜面。然后，利用在热处理的最后流入的氧，在固相扩散源的成膜面也形成氧化膜，附加作为针对接下来实施的其他种类的扩散的阻挡部的功能。通过该方法，能够使杂质仅扩散到成膜面。
此外，扩散工序后的氧化工序既可以如在实施方式1中使用图4来说明的那样，通过按用于扩散的热处理工序的最后的必要时间导入氧来实施，也可以在热处理工序后的降温工序中按必要时间导入氧。另外，也可以在使扩散炉的温度暂时下降至常温之后，实施氧化热处理工序。
另外，在实施方式1至2中，用于进行杂质扩散的热处理工序中的温度根据应该扩散的杂质的种类来确定，能够适当变更。另外，关于扩散环境，根据杂质的种类，为了控制扩散速度，还能够设为氢环境等还原性环境，能够适当调整。
另外，在实施方式1、2中，作为半导体基板而使用n型单晶硅基板，但也能够应用于使用以p型单晶硅基板为代表的p型以及n型多晶硅基板等其他晶体系硅基板或者以硅碳化物SiC等硅化合物为代表的化合物半导体的扩散层的形成，这自不待言。然后，与半导体基板的导电类型对应地还分别确定第1以及第2导电类型的杂质，但关于杂质的种类，除作为n型杂质的磷、砷、作为p型杂质的硼、镓之外，还能够应用惯例的杂质，这自不待言。
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提出的，并非旨在限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包括在发明的范围中，并且包括在权利要求书所记载的发明及其均等范围中。
Claims (7)
1.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
在具有第1主面以及第2主面的第1导电类型的半导体基板形成固相扩散源的膜的工序；以及
热处理工序，加热所述半导体基板，使第2导电类型的杂质从所述固相扩散源扩散来形成第2导电类型的扩散层，
在所述热处理工序之前，包括去除形成于所述第2主面的所述固相扩散源的膜的工序。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
在所述热处理工序之后，包括在含氧环境中连续加热而形成氧化膜的氧化热处理工序。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
所述氧化热处理工序是形成膜厚5nm以上且10nm以下的氧化膜的工序。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
所述热处理工序是在将2张所述半导体基板重叠、将所述第1主面设为外侧、将所述第2主面设为贴合面侧而叠合的状态下实施的。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
形成所述第2导电类型的扩散层的工序包括在所述第2主面的一部分选择性地形成所述固相扩散源的工序。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
形成所述第2导电类型的扩散层的工序包括如下工序：
在使在所述氧化热处理工序中形成的氧化膜残留于所述第2主面的状态下，隔着所述氧化膜在所述第2主面选择性地形成所述固相扩散源。
7.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
第1导电类型的半导体基板，具有第1主面以及第2主面；
第2导电类型的杂质扩散层，形成于所述第1主面；以及
第1导电类型的杂质扩散层，形成于所述第2主面，
所述第2主面上的第1导电类型的杂质扩散层的浓度在整个区域中高于第2导电类型的杂质扩散层的浓度。
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