JP2001118758A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な装置で、かつ、低コストで、軽量化さ
れ、フレキシブルな半導体素子、とくに、太陽電池を製
造する方法を提供する。 【解決手段】 基板１上に、多孔質層２を形成し、多孔
質層上に、半導体層３、４、５を形成し、半導体層に支
持基板１１を接着した後、多孔質層の部分で、基板を剥
離する半導体素子の製造方法であって、基板が剥離され
た半導体層３の表面に、シリカを含む溶液を塗布して、
シリカ含有層１３、５４を形成し、シリカ含有層に紫外
線を照射して、発生したオゾンによって、シリカ含有層
中のシリカを酸化し、酸化シリコンよりなる保護膜１
３、５４を形成することを特徴とする半導体素子の製造
方法。
れ、フレキシブルな半導体素子、とくに、太陽電池を製
造する方法を提供する。 【解決手段】 基板１上に、多孔質層２を形成し、多孔
質層上に、半導体層３、４、５を形成し、半導体層に支
持基板１１を接着した後、多孔質層の部分で、基板を剥
離する半導体素子の製造方法であって、基板が剥離され
た半導体層３の表面に、シリカを含む溶液を塗布して、
シリカ含有層１３、５４を形成し、シリカ含有層に紫外
線を照射して、発生したオゾンによって、シリカ含有層
中のシリカを酸化し、酸化シリコンよりなる保護膜１
３、５４を形成することを特徴とする半導体素子の製造
方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の製造
方法の製造方法に関するものであり、さらに詳細には、
簡易な装置で、かつ、低コストで、軽量化され、フレキ
シブルな半導体素子を製造する方法に関し、とくに、簡
易な装置で、かつ、低コストで、軽量化され、フレキシ
ブルな変換効率の高いバックコンタクト型薄膜単結晶シ
リコン太陽電池を製造する方法に関するものである。
方法の製造方法に関するものであり、さらに詳細には、
簡易な装置で、かつ、低コストで、軽量化され、フレキ
シブルな半導体素子を製造する方法に関し、とくに、簡
易な装置で、かつ、低コストで、軽量化され、フレキシ
ブルな変換効率の高いバックコンタクト型薄膜単結晶シ
リコン太陽電池を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の軽量化、フレキシブル化、
低コスト化などの目的から、近年、開発が進められてい
るプラスチック基板や接着剤を用いた半導体素子が注目
を集めている。
低コスト化などの目的から、近年、開発が進められてい
るプラスチック基板や接着剤を用いた半導体素子が注目
を集めている。
【０００３】一方、たとえば、特開平１１−２１４７２
０号公報は、シリコン基板の表面に形成した多孔質シリ
コン層上に、シリコン太陽電池素子を形成し、形成した
シリコン太陽電池素子をシリコン基板から剥離して、プ
ラスチック基板上に転写し、透明基板を接着して、バッ
クコンタクト型シリコン太陽電池を製造する方法を開示
している。光の入射側面に、電極が形成された従来の太
陽電池にあっては、電極の陰に起因する無効電極面積の
低減に限界があり、電流損失の低減にも限界があるのに
対し、バックコンタクト型の太陽電池は、電極が形成さ
れた面とは反対側の面から、光を入射させるように構成
されているため、変換効率が高いという利点がある。
０号公報は、シリコン基板の表面に形成した多孔質シリ
コン層上に、シリコン太陽電池素子を形成し、形成した
シリコン太陽電池素子をシリコン基板から剥離して、プ
ラスチック基板上に転写し、透明基板を接着して、バッ
クコンタクト型シリコン太陽電池を製造する方法を開示
している。光の入射側面に、電極が形成された従来の太
陽電池にあっては、電極の陰に起因する無効電極面積の
低減に限界があり、電流損失の低減にも限界があるのに
対し、バックコンタクト型の太陽電池は、電極が形成さ
れた面とは反対側の面から、光を入射させるように構成
されているため、変換効率が高いという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、基板か
ら、半導体層を剥離して、製造されるバックコンタクト
型太陽電池などの半導体素子にあっては、基板を剥離し
た半導体層表面における表面再結合を低減させるため
に、シリコンの熱酸化やプラズマＣＶＤなどによって、
半導体層表面に、酸化シリコンなどからなる保護層を形
成していた。
ら、半導体層を剥離して、製造されるバックコンタクト
型太陽電池などの半導体素子にあっては、基板を剥離し
た半導体層表面における表面再結合を低減させるため
に、シリコンの熱酸化やプラズマＣＶＤなどによって、
半導体層表面に、酸化シリコンなどからなる保護層を形
成していた。
【０００５】しかしながら、軽量化、フレキシブル化、
低コスト化などの目的から、近年、開発が進められてい
るプラスチック基板や接着剤を用いた半導体素子にあっ
ては、プラスチック基板や接着剤の耐熱性が低いため、
シリコンの熱酸化やプラズマＣＶＤなどによって、半導
体層表面に、酸化シリコンなどからなる保護層を形成す
ることはできなかった。
低コスト化などの目的から、近年、開発が進められてい
るプラスチック基板や接着剤を用いた半導体素子にあっ
ては、プラスチック基板や接着剤の耐熱性が低いため、
シリコンの熱酸化やプラズマＣＶＤなどによって、半導
体層表面に、酸化シリコンなどからなる保護層を形成す
ることはできなかった。
【０００６】かかる問題は、スパッタリング法や低温Ｃ
ＶＤ法を用いて、保護層を形成することによって解決す
ることは可能であるが、スパッタリング法や低温ＣＶＤ
法を用いる場合には、真空設備が必要であったり、ある
いは、装置自体が高価であるため、コストアップの原因
になるという問題があった。
ＶＤ法を用いて、保護層を形成することによって解決す
ることは可能であるが、スパッタリング法や低温ＣＶＤ
法を用いる場合には、真空設備が必要であったり、ある
いは、装置自体が高価であるため、コストアップの原因
になるという問題があった。
【０００７】したがって、本発明は、簡易な装置で、か
つ、低コストで、軽量化され、フレキシブルな半導体素
子を製造する方法を提供することを目的とするものであ
る。
つ、低コストで、軽量化され、フレキシブルな半導体素
子を製造する方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】本発明の別の目的は、簡易な装置で、か
つ、低コストで、軽量化され、フレキシブルな変換効率
の高いバックコンタクト型太陽電池を製造する方法を提
供することにある。
つ、低コストで、軽量化され、フレキシブルな変換効率
の高いバックコンタクト型太陽電池を製造する方法を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
基板上に、多孔質層を形成し、前記多孔質層上に、少な
くとも１つの半導体層を形成し、前記半導体層に支持基
板を接着した後、前記多孔質層の部分で、前記基板を剥
離する半導体素子の製造方法において、前記基板が剥離
された前記半導体層の表面に、シリカを含む溶液を塗布
して、シリカ含有層を形成し、前記シリカ含有層に紫外
線を照射して、発生したオゾンによって、前記シリカ含
有層中のシリカを酸化し、酸化シリコンよりなる保護膜
を形成することを特徴とする半導体素子の製造方法によ
って達成される。
基板上に、多孔質層を形成し、前記多孔質層上に、少な
くとも１つの半導体層を形成し、前記半導体層に支持基
板を接着した後、前記多孔質層の部分で、前記基板を剥
離する半導体素子の製造方法において、前記基板が剥離
された前記半導体層の表面に、シリカを含む溶液を塗布
して、シリカ含有層を形成し、前記シリカ含有層に紫外
線を照射して、発生したオゾンによって、前記シリカ含
有層中のシリカを酸化し、酸化シリコンよりなる保護膜
を形成することを特徴とする半導体素子の製造方法によ
って達成される。
【００１０】本発明によれば、基板を剥離した半導体層
の表面に、シリカを含む溶液を塗布して、シリカ含有層
を形成し、シリカ含有層に紫外線を照射して、発生した
オゾンによって、シリカ含有層中のシリカを酸化して、
低温で、保護膜を形成しているので、軽量化、フレキシ
ブル化の目的で、基板として、プラスチックフイルムな
どの耐熱性の低い材料を用い、耐熱性の低い接着剤を用
いて、半導体素子を組み立てても、真空設備や、高価な
装置を要することなく、低コストで、保護層を形成し
て、表面再結合を低減した半導体素子を製造することが
可能になる。
の表面に、シリカを含む溶液を塗布して、シリカ含有層
を形成し、シリカ含有層に紫外線を照射して、発生した
オゾンによって、シリカ含有層中のシリカを酸化して、
低温で、保護膜を形成しているので、軽量化、フレキシ
ブル化の目的で、基板として、プラスチックフイルムな
どの耐熱性の低い材料を用い、耐熱性の低い接着剤を用
いて、半導体素子を組み立てても、真空設備や、高価な
装置を要することなく、低コストで、保護層を形成し
て、表面再結合を低減した半導体素子を製造することが
可能になる。
【００１１】本発明の好ましい実施態様においては、前
記基板がシリコン基板によって構成されている。
記基板がシリコン基板によって構成されている。
【００１２】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記シリコン基板が単結晶シリコン基板によって構
成されている。
は、前記シリコン基板が単結晶シリコン基板によって構
成されている。
【００１３】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記単結晶シリコン基板が薄膜単結晶シリコン基板
によって構成されている。
は、前記単結晶シリコン基板が薄膜単結晶シリコン基板
によって構成されている。
【００１４】本発明の別の好ましい実施態様において
は、前記半導体層を、多孔質層を介して、前記基板上に
形成することによって、半導体素子が製造される。
は、前記半導体層を、多孔質層を介して、前記基板上に
形成することによって、半導体素子が製造される。
【００１５】本発明の別の好ましい実施態様によれば、
多孔質層の部分で、基板を剥離し、半導体層を別の支持
基板により支持させることによって、基板を再利用する
ことが可能になる。
多孔質層の部分で、基板を剥離し、半導体層を別の支持
基板により支持させることによって、基板を再利用する
ことが可能になる。
【００１６】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記多孔質層が多孔質シリコン層によって構成され
ている。
は、前記多孔質層が多孔質シリコン層によって構成され
ている。
【００１７】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記半導体層が、第１の半導体層および前記第１の
半導体層上に形成された第２の半導体層を含んでいる。
は、前記半導体層が、第１の半導体層および前記第１の
半導体層上に形成された第２の半導体層を含んでいる。
【００１８】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、レーザ・アブレーションを用いて、所定のパターン
で、前記第２の半導体層を除去し、前記第１の半導体層
を露出させて、電極パターンを形成することによって、
半導体素子が製造される。
は、レーザ・アブレーションを用いて、所定のパターン
で、前記第２の半導体層を除去し、前記第１の半導体層
を露出させて、電極パターンを形成することによって、
半導体素子が製造される。
【００１９】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、微細なパターンニングが可能なレーザ・アブレーシ
ョンによって、所定のパターンで、第２の半導体層を除
去し、第１の半導体層を露出させているので、フォトレ
ジストなどのマスクを使用することなく、簡易なプロセ
スで、かつ、低コストで、所望の電極パターンが形成さ
れた半導体素子を製造することが可能になる。
ば、微細なパターンニングが可能なレーザ・アブレーシ
ョンによって、所定のパターンで、第２の半導体層を除
去し、第１の半導体層を露出させているので、フォトレ
ジストなどのマスクを使用することなく、簡易なプロセ
スで、かつ、低コストで、所望の電極パターンが形成さ
れた半導体素子を製造することが可能になる。
【００２０】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、さらに、形成された電極パターンにしたがって、前
記第１の半導体層の一部を除去して、電極を形成するこ
とによって、半導体素子が製造される。
は、さらに、形成された電極パターンにしたがって、前
記第１の半導体層の一部を除去して、電極を形成するこ
とによって、半導体素子が製造される。
【００２１】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記第１の半導体層がｐ型半導体層によって形成さ
れ、前記第２の半導体層がｎ型半導体層によって形成さ
れている。
は、前記第１の半導体層がｐ型半導体層によって形成さ
れ、前記第２の半導体層がｎ型半導体層によって形成さ
れている。
【００２２】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記第１の半導体層および前記第２の半導体層をエ
ピタキシャル成長によって形成することによって、半導
体素子が製造される。
は、前記第１の半導体層および前記第２の半導体層をエ
ピタキシャル成長によって形成することによって、半導
体素子が製造される。
【００２３】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記シリカ含有層に紫外線を照射して、前記シリカ
含有層に含まれた溶剤を蒸発させるとともに、紫外線の
照射によって発生したオゾンによって、前記シリカ含有
層中の前記シリカを酸化して、前記保護膜を形成するこ
とによって、半導体素子が製造される。
は、前記シリカ含有層に紫外線を照射して、前記シリカ
含有層に含まれた溶剤を蒸発させるとともに、紫外線の
照射によって発生したオゾンによって、前記シリカ含有
層中の前記シリカを酸化して、前記保護膜を形成するこ
とによって、半導体素子が製造される。
【００２４】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、紫外線の照射に先立って、前記シリカ含有層に含ま
れた溶剤を蒸発させ、前記シリカ含有層に紫外線を照射
し、発生したオゾンによって、前記シリカ含有層中の前
記シリカを酸化して、前記保護膜を形成することによっ
て、半導体素子が製造される。
は、紫外線の照射に先立って、前記シリカ含有層に含ま
れた溶剤を蒸発させ、前記シリカ含有層に紫外線を照射
し、発生したオゾンによって、前記シリカ含有層中の前
記シリカを酸化して、前記保護膜を形成することによっ
て、半導体素子が製造される。
【００２５】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、あらかじめ、溶剤を蒸発させているので、より短時
間に、シリカ含有層中のシリカを酸化して、保護膜を形
成することが可能になる。
ば、あらかじめ、溶剤を蒸発させているので、より短時
間に、シリカ含有層中のシリカを酸化して、保護膜を形
成することが可能になる。
【００２６】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、２５ないし１５０℃の温度下で、前記シリカ含有層
に含まれた溶剤を蒸発させることによって、半導体素子
が製造される。
は、２５ないし１５０℃の温度下で、前記シリカ含有層
に含まれた溶剤を蒸発させることによって、半導体素子
が製造される。
【００２７】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、シリカを含む溶液とともに、チタン酸化物（ＴｉＯ
ｘ）を含む溶液を、前記基板が剥離された前記半導体層
の表面に塗布して、前記シリカ含有層とともに、チタン
酸化物含有層を形成し、前記シリカ含有層および前記チ
タン酸化物含有層に紫外線を照射して、発生したオゾン
によって、前記シリカ含有層中の前記シリカを酸化し
て、前記保護膜を形成するとともに、前記チタン酸化物
含有層中のチタン酸化物を酸化あるいは還元して、主と
して二酸化チタンよりなる酸化チタン反射防止膜を形成
することによって、半導体素子が製造される。
は、シリカを含む溶液とともに、チタン酸化物（ＴｉＯ
ｘ）を含む溶液を、前記基板が剥離された前記半導体層
の表面に塗布して、前記シリカ含有層とともに、チタン
酸化物含有層を形成し、前記シリカ含有層および前記チ
タン酸化物含有層に紫外線を照射して、発生したオゾン
によって、前記シリカ含有層中の前記シリカを酸化し
て、前記保護膜を形成するとともに、前記チタン酸化物
含有層中のチタン酸化物を酸化あるいは還元して、主と
して二酸化チタンよりなる酸化チタン反射防止膜を形成
することによって、半導体素子が製造される。
【００２８】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記基板が剥離された前記半導体層の表面に、シリ
カを含む溶液を塗布して、シリカ含有層を形成し、前記
シリカ含有層の乾燥後に、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）を
含む溶液を塗布して、チタン酸化物含有層を形成し、前
記シリカ含有層および前記チタン酸化物含有層に紫外線
を照射して、発生したオゾンによって、前記シリカ含有
層中の前記シリカを酸化して、前記保護膜を形成すると
ともに、前記チタン酸化物含有層中のチタン酸化物を酸
化あるいは還元して、主として二酸化チタンよりなる酸
化チタン反射防止膜を形成することによって、半導体素
子が製造される。
は、前記基板が剥離された前記半導体層の表面に、シリ
カを含む溶液を塗布して、シリカ含有層を形成し、前記
シリカ含有層の乾燥後に、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）を
含む溶液を塗布して、チタン酸化物含有層を形成し、前
記シリカ含有層および前記チタン酸化物含有層に紫外線
を照射して、発生したオゾンによって、前記シリカ含有
層中の前記シリカを酸化して、前記保護膜を形成すると
ともに、前記チタン酸化物含有層中のチタン酸化物を酸
化あるいは還元して、主として二酸化チタンよりなる酸
化チタン反射防止膜を形成することによって、半導体素
子が製造される。
【００２９】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、さらに、前記保護膜上に、酸化チタン反射防止膜を
形成することによって、半導体素子が製造される。
は、さらに、前記保護膜上に、酸化チタン反射防止膜を
形成することによって、半導体素子が製造される。
【００３０】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、さらに、前記酸化チタン反射防止膜に透明基板を接
着することによって、半導体素子が製造される。
は、さらに、前記酸化チタン反射防止膜に透明基板を接
着することによって、半導体素子が製造される。
【００３１】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記支持基板がプラスチックフイルムによって形成
されている。
は、前記支持基板がプラスチックフイルムによって形成
されている。
【００３２】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記透明基板がプラスチックフイルムによって形成
されている。
は、前記透明基板がプラスチックフイルムによって形成
されている。
【００３３】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、超音波エネルギーを用いて、前記多孔質シリコン層
の強度を低下させて、前記多孔質層の部分で、前記基板
を剥離することによって、半導体素子が製造される。
は、超音波エネルギーを用いて、前記多孔質シリコン層
の強度を低下させて、前記多孔質層の部分で、前記基板
を剥離することによって、半導体素子が製造される。
【００３４】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記半導体層の裏面に前記支持基板を接着するのに
先立って、前記半導体層の表面に残存する前記多孔質層
を除去することによって、半導体素子が製造される。
は、前記半導体層の裏面に前記支持基板を接着するのに
先立って、前記半導体層の表面に残存する前記多孔質層
を除去することによって、半導体素子が製造される。
【００３５】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、さらに、前記第１の半導体層および前記第２の半導
体層を形成した後、前記電極パターンを形成する前に、
前記第１の半導体層および前記第２の半導体層を貫通す
る少なくとも１つの多孔質層を形成し、前記少なくとも
１つの多孔質層を熱酸化して、少なくとも１つの絶縁分
離層を形成し、隣接する前記第１の半導体層および前記
第２の半導体層を備えた素子を絶縁分離することによっ
て、半導体素子が製造される。
は、さらに、前記第１の半導体層および前記第２の半導
体層を形成した後、前記電極パターンを形成する前に、
前記第１の半導体層および前記第２の半導体層を貫通す
る少なくとも１つの多孔質層を形成し、前記少なくとも
１つの多孔質層を熱酸化して、少なくとも１つの絶縁分
離層を形成し、隣接する前記第１の半導体層および前記
第２の半導体層を備えた素子を絶縁分離することによっ
て、半導体素子が製造される。
【００３６】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、第１の半導体層および第２の半導体層を貫通するよ
うに形成した少なくとも１つの多孔質層を熱酸化して、
絶縁分離層を形成することによって、隣接する第１の半
導体層および第２の半導体層をを備えた素子間が絶縁分
離されるから、製造中に、第１の半導体層および第２の
半導体層が基板から剥離することがなく、作業効率よ
く、半導体素子を製造することが可能となる。
ば、第１の半導体層および第２の半導体層を貫通するよ
うに形成した少なくとも１つの多孔質層を熱酸化して、
絶縁分離層を形成することによって、隣接する第１の半
導体層および第２の半導体層をを備えた素子間が絶縁分
離されるから、製造中に、第１の半導体層および第２の
半導体層が基板から剥離することがなく、作業効率よ
く、半導体素子を製造することが可能となる。
【００３７】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、２以上の前記多孔質膜が形成される。
は、２以上の前記多孔質膜が形成される。
【００３８】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記多孔質膜が多孔質シリコンによって形成されて
いる。
は、前記多孔質膜が多孔質シリコンによって形成されて
いる。
【００３９】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層が光発電
素子を形成している。
は、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層が光発電
素子を形成している。
【００４０】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、基板が剥離された半導体層の表面に、シリカを含む
溶液を塗布して、シリカ含有層を形成し、シリカ含有層
に紫外線を照射して、発生したオゾンによって、シリカ
含有層中のシリカを酸化して、低温で、保護膜を形成し
ているので、太陽電池の軽量化、フレキシブル化の目的
で、基板として、プラスチックフイルムなどの耐熱性の
低い材料を用い、耐熱性の低い接着剤を用いて、太陽電
池を組み立てても、真空設備や、高価な装置を要するこ
となく、低コストで、保護層を形成して、表面再結合を
低減したバックコンタクト型太陽電池を製造することが
可能になる。
ば、基板が剥離された半導体層の表面に、シリカを含む
溶液を塗布して、シリカ含有層を形成し、シリカ含有層
に紫外線を照射して、発生したオゾンによって、シリカ
含有層中のシリカを酸化して、低温で、保護膜を形成し
ているので、太陽電池の軽量化、フレキシブル化の目的
で、基板として、プラスチックフイルムなどの耐熱性の
低い材料を用い、耐熱性の低い接着剤を用いて、太陽電
池を組み立てても、真空設備や、高価な装置を要するこ
となく、低コストで、保護層を形成して、表面再結合を
低減したバックコンタクト型太陽電池を製造することが
可能になる。
【００４１】また、本発明のさらに好ましい実施態様に
よれば、裏面から光が入射されるバックコンタクト型太
陽電池を製造することができ、無効電極面積を大幅に低
減し、変換効率を大幅に向上させることが可能となる。
よれば、裏面から光が入射されるバックコンタクト型太
陽電池を製造することができ、無効電極面積を大幅に低
減し、変換効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００４３】図１ないし図７は、単一セル型薄膜単結晶
シリコン太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
シリコン太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
【００４４】単一セル型薄膜単結晶シリコン太陽電池の
製造にあたっては、図１に示されるように、まず、ホウ
素などのｐ型不純物を添加した０．０１ないし０．０２
Ω・ｃｍの比抵抗を有するｐ型単結晶シリコン基板１の
表面に、たとえば、陽極化成法によって多孔質シリコン
層２が形成される。すなわち、多孔質シリコン層２上
に、結晶性に優れたエピタキシャル層が形成されるよう
に、たとえば、０．５ないし３ｍＡ／平方センチメート
ルの電流密度で、２ないし１０分間、たとえば、８分間
にわたって、第一の陽極化成処理が施されて、多孔率の
小さい第一の多孔質シリコン層（図示せず）が形成さ
れ、次いで、たとえば、３ないし２０ｍＡ／平方センチ
メートルの電流密度で、２ないし１０分間、たとえば、
８分間にわたって、第二の陽極化成処理が施されて、多
孔率が中程度の第二の多孔質シリコン層（図示せず）が
形成された後、たとえば、４０ないし３００ｍＡ／平方
センチメートルの電流密度で、数秒間にわたり、第三の
陽極化成処理が施されて、多孔率が大きい第三の多孔質
シリコン層（図示せず）が形成される。多孔質シリコン
層２の厚みは、２ないし１０μｍ、好ましくは、約８μ
ｍである。ここに、陽極化成法は、シリコン基板１を陽
極として、弗化水素酸溶液中で、通電をおこなう方法で
あり、陽極化成法としては、たとえば、伊東等による
「表面技術Vol.４６、No.５、ｐ８〜１３、１９９５
『多孔質シリコンの陽極化成』」に記載された二重セル
法が知られている。
製造にあたっては、図１に示されるように、まず、ホウ
素などのｐ型不純物を添加した０．０１ないし０．０２
Ω・ｃｍの比抵抗を有するｐ型単結晶シリコン基板１の
表面に、たとえば、陽極化成法によって多孔質シリコン
層２が形成される。すなわち、多孔質シリコン層２上
に、結晶性に優れたエピタキシャル層が形成されるよう
に、たとえば、０．５ないし３ｍＡ／平方センチメート
ルの電流密度で、２ないし１０分間、たとえば、８分間
にわたって、第一の陽極化成処理が施されて、多孔率の
小さい第一の多孔質シリコン層（図示せず）が形成さ
れ、次いで、たとえば、３ないし２０ｍＡ／平方センチ
メートルの電流密度で、２ないし１０分間、たとえば、
８分間にわたって、第二の陽極化成処理が施されて、多
孔率が中程度の第二の多孔質シリコン層（図示せず）が
形成された後、たとえば、４０ないし３００ｍＡ／平方
センチメートルの電流密度で、数秒間にわたり、第三の
陽極化成処理が施されて、多孔率が大きい第三の多孔質
シリコン層（図示せず）が形成される。多孔質シリコン
層２の厚みは、２ないし１０μｍ、好ましくは、約８μ
ｍである。ここに、陽極化成法は、シリコン基板１を陽
極として、弗化水素酸溶液中で、通電をおこなう方法で
あり、陽極化成法としては、たとえば、伊東等による
「表面技術Vol.４６、No.５、ｐ８〜１３、１９９５
『多孔質シリコンの陽極化成』」に記載された二重セル
法が知られている。
【００４５】この方法は、２つの電解溶液槽の間に、多
孔質シリコン層２を形成すべきシリコン基板１を配置
し、２つの電解溶液槽に、直流電源と接続された白金電
極を設け、２つの電解溶液槽に、電解溶液を入れて、シ
リコン基板１を陽極、白金電極を陰極として、直流電圧
を印加し、シリコン基板１の一方の面を浸食させて、多
孔質化するものである。電解溶液としては、たとえば、
弗化水素酸とエチルアルコールの容積比が３：１ないし
１：１の電解溶液が好ましく使用される。
孔質シリコン層２を形成すべきシリコン基板１を配置
し、２つの電解溶液槽に、直流電源と接続された白金電
極を設け、２つの電解溶液槽に、電解溶液を入れて、シ
リコン基板１を陽極、白金電極を陰極として、直流電圧
を印加し、シリコン基板１の一方の面を浸食させて、多
孔質化するものである。電解溶液としては、たとえば、
弗化水素酸とエチルアルコールの容積比が３：１ないし
１：１の電解溶液が好ましく使用される。
【００４６】次いで、図２に示されるように、多孔質シ
リコン層２の表面に、１０５０ないし１２００℃、たと
えば、１１００℃で、５ないし３０分間にわたって、水
素アニール処理が施されて、多孔質シリコン層２の表面
に形成された多数の孔が塞がれた後、ＳｉＨ４、ＳｉＣ
ｌ４、ＳｉＣｌ３、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＨ２Ｃｌ２など
のガスを用いて、１０００ないし１１５０℃、たとえ
ば、１０７０℃で、多孔質シリコン層２の表面上に、ｐ
＋型層３が、０．１ないし１μｍの厚さに、エピタキシ
ャル成長され、次いで、ｐ型層４が、不純物濃度が１０
１４ないし１０１ ８／立方センチメートルとなるよう
に、１ないし５０μｍの厚さに、連続エピタキシャル成
長される。その後、陰極となるｎ＋型層５が、拡散また
はエピタキシャル成長により、０．１ないし１μｍの厚
さに形成される。
リコン層２の表面に、１０５０ないし１２００℃、たと
えば、１１００℃で、５ないし３０分間にわたって、水
素アニール処理が施されて、多孔質シリコン層２の表面
に形成された多数の孔が塞がれた後、ＳｉＨ４、ＳｉＣ
ｌ４、ＳｉＣｌ３、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＨ２Ｃｌ２など
のガスを用いて、１０００ないし１１５０℃、たとえ
ば、１０７０℃で、多孔質シリコン層２の表面上に、ｐ
＋型層３が、０．１ないし１μｍの厚さに、エピタキシ
ャル成長され、次いで、ｐ型層４が、不純物濃度が１０
１４ないし１０１ ８／立方センチメートルとなるよう
に、１ないし５０μｍの厚さに、連続エピタキシャル成
長される。その後、陰極となるｎ＋型層５が、拡散また
はエピタキシャル成長により、０．１ないし１μｍの厚
さに形成される。
【００４７】ここに、水素アニール処理、エピタキシャ
ル成長および拡散過程において、多孔質シリコン層２中
のシリコン原子が移動して、再配列される結果、第三の
多孔質シリコン層は、引張強度が著しく弱くなって、分
離層６に転化する。分離層６は、ｐ＋型層３およびｐ型
層４が、部分的にあるいは全体的に、シリコン基板１か
ら剥離することがない程度の引張強度を有している。
ル成長および拡散過程において、多孔質シリコン層２中
のシリコン原子が移動して、再配列される結果、第三の
多孔質シリコン層は、引張強度が著しく弱くなって、分
離層６に転化する。分離層６は、ｐ＋型層３およびｐ型
層４が、部分的にあるいは全体的に、シリコン基板１か
ら剥離することがない程度の引張強度を有している。
【００４８】さらに、図３に示されるように、エキシマ
レーザなどを用いて、所定のパターンで、ｎ＋型層５
が、レーザ・アブレーションによって除去され、陽極で
あるｐ型層４が露出される。本実施態様においては、陰
極であるｎ＋型層５を、微細なパターンニングが可能な
レーザ・アブレーションによって除去し、陽極であるｐ
型層４を露出させているので、フォトレジストなどのマ
スクを用いることなく、低コストで、所望の電極パター
ンを形成することが可能になる。
レーザなどを用いて、所定のパターンで、ｎ＋型層５
が、レーザ・アブレーションによって除去され、陽極で
あるｐ型層４が露出される。本実施態様においては、陰
極であるｎ＋型層５を、微細なパターンニングが可能な
レーザ・アブレーションによって除去し、陽極であるｐ
型層４を露出させているので、フォトレジストなどのマ
スクを用いることなく、低コストで、所望の電極パター
ンを形成することが可能になる。
【００４９】次いで、図４に示されるように、露出され
たｐ−ｎ＋結合を保護するために、８００ないし１００
０℃で、熱酸化されて、シリコン酸化膜７が形成され
る。
たｐ−ｎ＋結合を保護するために、８００ないし１００
０℃で、熱酸化されて、シリコン酸化膜７が形成され
る。
【００５０】その後、図５に示されるように、エキシマ
レーザなどを用いて、レーザ・アブレーションによって
電極窓明けがされ、シリコン酸化膜７に形成された開口
部に、たとえば、金属ペーストがスクリーン印刷され
て、陽極９ａと陰極９ｂが形成される。ここに、陽極９
ａと陰極９ｂは、太陽電池の裏面から入射し、太陽電池
を透過した光をできるだけ多く、反射させるようにする
ため、面積が大きい方が望ましい。
レーザなどを用いて、レーザ・アブレーションによって
電極窓明けがされ、シリコン酸化膜７に形成された開口
部に、たとえば、金属ペーストがスクリーン印刷され
て、陽極９ａと陰極９ｂが形成される。ここに、陽極９
ａと陰極９ｂは、太陽電池の裏面から入射し、太陽電池
を透過した光をできるだけ多く、反射させるようにする
ため、面積が大きい方が望ましい。
【００５１】次いで、接着剤１０を用いて、不透明なプ
ラスチックフイルム１１が接着された後、シリコン基板
１が、水またはエチルアルコールなどの溶液中に浸さ
れ、たとえば、２５ｋＨｚ、６００Ｗの超音波がシリコ
ン基板１に照射される。その結果、超音波のエネルギー
によって、分離層６の剥離強度が弱められて、分離層６
が破壊され、図６に示されるように、シリコン基板１が
太陽電池素子１２から剥離される。
ラスチックフイルム１１が接着された後、シリコン基板
１が、水またはエチルアルコールなどの溶液中に浸さ
れ、たとえば、２５ｋＨｚ、６００Ｗの超音波がシリコ
ン基板１に照射される。その結果、超音波のエネルギー
によって、分離層６の剥離強度が弱められて、分離層６
が破壊され、図６に示されるように、シリコン基板１が
太陽電池素子１２から剥離される。
【００５２】シリコン基板１が剥離された太陽電池素子
１２の裏面には、多孔質シリコン層２が残っているの
で、弗化水素酸と硝酸の混合液などを用いて、回転シリ
コンエッチング法などによって、太陽電池素子１２の裏
面の多孔質シリコン層２を除去し、ｐ＋型層３が露出さ
れる。さらに、露出されたｐ＋型層３の表面の再結合速
度を低減させるため、シリカを有機溶媒に溶解した溶液
がｐ＋型層３の表面に塗布されて、シリカ含有層（図示
せず）が形成され、ＵＶ照射により発生したオゾンによ
って、シリカ含有層が酸化されて、ｐ＋型層３の表面
に、厚さ１０ｎｍ以下の保護膜１３が形成される。
１２の裏面には、多孔質シリコン層２が残っているの
で、弗化水素酸と硝酸の混合液などを用いて、回転シリ
コンエッチング法などによって、太陽電池素子１２の裏
面の多孔質シリコン層２を除去し、ｐ＋型層３が露出さ
れる。さらに、露出されたｐ＋型層３の表面の再結合速
度を低減させるため、シリカを有機溶媒に溶解した溶液
がｐ＋型層３の表面に塗布されて、シリカ含有層（図示
せず）が形成され、ＵＶ照射により発生したオゾンによ
って、シリカ含有層が酸化されて、ｐ＋型層３の表面
に、厚さ１０ｎｍ以下の保護膜１３が形成される。
【００５３】すなわち、シリカを、アルコールを主成分
とし、エステル、ケトンを含む有機溶媒に溶解したシリ
カ溶液を、ｐ＋型層３の表面に塗布して、シリカ含有層
を形成した後、紫外線が照射される。その結果、オゾン
が発生して、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させ、さ
らに、シリカ含有層中のシリカが酸化されて、酸化シリ
コンの保護膜１３が形成される。たとえば、エキシマ紫
外線ランプを用いて、波長１７２ｎｍの紫外線を、１な
いし１００ｍＷ／平方センチメートルで、１秒ないし３
０分間、好ましくは、５ないし１００ｍＷ／平方センチ
メートルで、１秒ないし２分間にわたって、照射して、
オゾンを発生させ、酸化シリコンの保護膜１３を形成す
ることができる。
とし、エステル、ケトンを含む有機溶媒に溶解したシリ
カ溶液を、ｐ＋型層３の表面に塗布して、シリカ含有層
を形成した後、紫外線が照射される。その結果、オゾン
が発生して、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させ、さ
らに、シリカ含有層中のシリカが酸化されて、酸化シリ
コンの保護膜１３が形成される。たとえば、エキシマ紫
外線ランプを用いて、波長１７２ｎｍの紫外線を、１な
いし１００ｍＷ／平方センチメートルで、１秒ないし３
０分間、好ましくは、５ないし１００ｍＷ／平方センチ
メートルで、１秒ないし２分間にわたって、照射して、
オゾンを発生させ、酸化シリコンの保護膜１３を形成す
ることができる。
【００５４】本実施態様においては、シリカ溶液を塗布
して、シリカ含有層を形成したｐ＋型層３の表面に、紫
外線を照射して、オゾンを発生させ、発生したオゾンに
よって、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させるととも
に、シリカを酸化して、低温で、酸化シリコンの保護膜
１３を形成しているので、耐熱性の低い不透明なプラス
チックフイルム１１を損傷させることも、不透明なプラ
スチックフイルム１１を接着するために用いた接着剤１
０を損傷させることもない。また、スパッタリングや低
温ＣＶＤによって、保護層１３を形成する場合に比し
て、真空設備を設ける必要もなく、装置自体も安価であ
り、低コストで、保護膜１３を形成することができる。
して、シリカ含有層を形成したｐ＋型層３の表面に、紫
外線を照射して、オゾンを発生させ、発生したオゾンに
よって、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させるととも
に、シリカを酸化して、低温で、酸化シリコンの保護膜
１３を形成しているので、耐熱性の低い不透明なプラス
チックフイルム１１を損傷させることも、不透明なプラ
スチックフイルム１１を接着するために用いた接着剤１
０を損傷させることもない。また、スパッタリングや低
温ＣＶＤによって、保護層１３を形成する場合に比し
て、真空設備を設ける必要もなく、装置自体も安価であ
り、低コストで、保護膜１３を形成することができる。
【００５５】こうして、高濃度のｐ＋型層３によって、
太陽電池素子１２の内部から、電子がｐ＋型層３の表面
に拡散することが防止され、ｐ＋型層３の表面と保護膜
１３との表面再結合速度を低減することが可能となる。
太陽電池素子１２の内部から、電子がｐ＋型層３の表面
に拡散することが防止され、ｐ＋型層３の表面と保護膜
１３との表面再結合速度を低減することが可能となる。
【００５６】その後、保護膜１３の表面に、チタン酸化
物（ＴｉＯｘ）を含んだ溶液が塗布され、紫外線が照射
されることによって、塗膜が乾燥されるとともに、チタ
ン酸化物が酸化あるいは還元され、厚さ１０ないし１０
０ｎｍの主として二酸化チタンよりなる酸化チタン反射
防止膜１４が、保護膜１３の表面に形成される。さら
に、酸化チタン反射防止膜１４の表面に、接着剤１５を
用いて、プラスチックフイルム１６が接着され、図７に
示されるように、バックコンタクト型薄膜単結晶シリコ
ン太陽電池１７が生成される。
物（ＴｉＯｘ）を含んだ溶液が塗布され、紫外線が照射
されることによって、塗膜が乾燥されるとともに、チタ
ン酸化物が酸化あるいは還元され、厚さ１０ないし１０
０ｎｍの主として二酸化チタンよりなる酸化チタン反射
防止膜１４が、保護膜１３の表面に形成される。さら
に、酸化チタン反射防止膜１４の表面に、接着剤１５を
用いて、プラスチックフイルム１６が接着され、図７に
示されるように、バックコンタクト型薄膜単結晶シリコ
ン太陽電池１７が生成される。
【００５７】本実施態様によれば、シリカ溶液を塗布し
たｐ＋型層３の表面に、紫外線を照射して、オゾンを発
生させ、発生したオゾンによって、シリカ含有層中の有
機溶媒を蒸発させるとともに、シリカ含有層中のシリカ
を酸化して、低温で、酸化シリコンの保護膜１３を形成
しているので、耐熱性の低い不透明なプラスチックフイ
ルム１１を損傷させることも、不透明なプラスチックフ
イルム１１を接着するために用いた接着剤１０を損傷さ
せることも効果的に防止することができる。また、スパ
ッタリングや低温ＣＶＤによって、保護層１３を形成す
る場合に比して、真空設備を設ける必要もなく、装置自
体も安価であり、低コストで、保護膜１３を形成して、
表面再結合を低減させることが可能となる。
たｐ＋型層３の表面に、紫外線を照射して、オゾンを発
生させ、発生したオゾンによって、シリカ含有層中の有
機溶媒を蒸発させるとともに、シリカ含有層中のシリカ
を酸化して、低温で、酸化シリコンの保護膜１３を形成
しているので、耐熱性の低い不透明なプラスチックフイ
ルム１１を損傷させることも、不透明なプラスチックフ
イルム１１を接着するために用いた接着剤１０を損傷さ
せることも効果的に防止することができる。また、スパ
ッタリングや低温ＣＶＤによって、保護層１３を形成す
る場合に比して、真空設備を設ける必要もなく、装置自
体も安価であり、低コストで、保護膜１３を形成して、
表面再結合を低減させることが可能となる。
【００５８】また、本実施態様によって製造されたバッ
クコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池１７にあっ
ては、光はプラスチックフイルム１６に入射するように
構成され、入射面には電極がないため、無効電極面積を
減少させ、変換効率を大幅に向上させることが可能にな
る。
クコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池１７にあっ
ては、光はプラスチックフイルム１６に入射するように
構成され、入射面には電極がないため、無効電極面積を
減少させ、変換効率を大幅に向上させることが可能にな
る。
【００５９】さらに、本実施態様によれば、微細なパタ
ーンニングが可能なレーザ・アブレーションによって、
所望のパターンで、陰極となるｎ＋型層５を除去し、陽
極となるｐ型層４を露出させているので、フォトレジス
トなどのマスクを用いることなく、低コストで、所望の
微細な電極パターンを形成することが可能になる。
ーンニングが可能なレーザ・アブレーションによって、
所望のパターンで、陰極となるｎ＋型層５を除去し、陽
極となるｐ型層４を露出させているので、フォトレジス
トなどのマスクを用いることなく、低コストで、所望の
微細な電極パターンを形成することが可能になる。
【００６０】図８ないし図１３は、本発明の他の好まし
い実施態様にかかる集積型薄膜単結晶シリコン太陽電池
の製造プロセスを示す工程図である。
い実施態様にかかる集積型薄膜単結晶シリコン太陽電池
の製造プロセスを示す工程図である。
【００６１】前記実施態様における図１ないし図３と全
く同様にして、ｐ型単結晶シリコン基板１上に、多孔質
シリコン層２が形成され、多孔質シリコン層２上に、ｐ
＋型層３、ｐ型層４およびｎ＋型層５が形成されて、分
離層６が形成される。
く同様にして、ｐ型単結晶シリコン基板１上に、多孔質
シリコン層２が形成され、多孔質シリコン層２上に、ｐ
＋型層３、ｐ型層４およびｎ＋型層５が形成されて、分
離層６が形成される。
【００６２】次いで、図８に示されるように、ｎ＋型層
５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を貫通し、多孔質シリコ
ン層２に達する多孔率の大きい多孔質シリコン層３０
が、陽極化成によって形成される。多孔質シリコン層３
０の多孔率としては、たとえば、多孔率が、４０ないし
８０容積％のものが選ばれる。
５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を貫通し、多孔質シリコ
ン層２に達する多孔率の大きい多孔質シリコン層３０
が、陽極化成によって形成される。多孔質シリコン層３
０の多孔率としては、たとえば、多孔率が、４０ないし
８０容積％のものが選ばれる。
【００６３】図１４は、多孔質シリコン層３０を形成す
る陽極化成装置の略断面図である。
る陽極化成装置の略断面図である。
【００６４】図１４に示されるように、たとえば、弗化
水素酸とエチルアルコールの容積比が３：１ないし１：
１の電解溶液４０が収容された電解溶液槽４１内には、
一対の白金電極４２、４３が設けられ、一対の白金電極
４２、４３は直流電源４４に接続されている。また、絶
縁材料により形成された支持部材４５によって、図２に
示されるシリコン基板１、多孔質シリコン層２、ｐ＋型
層３、ｐ型層４およびｎ＋型層５よりなる積層体４６が
支持され、積層体４６の負の白金電極４２側には、塩化
ビニル樹脂によって形成されたマスク４７が支持部材４
５によって支持されている。その結果、支持部材４５、
積層体４６およびマスク４７によって、電解溶液槽４１
は二分されることになる。
水素酸とエチルアルコールの容積比が３：１ないし１：
１の電解溶液４０が収容された電解溶液槽４１内には、
一対の白金電極４２、４３が設けられ、一対の白金電極
４２、４３は直流電源４４に接続されている。また、絶
縁材料により形成された支持部材４５によって、図２に
示されるシリコン基板１、多孔質シリコン層２、ｐ＋型
層３、ｐ型層４およびｎ＋型層５よりなる積層体４６が
支持され、積層体４６の負の白金電極４２側には、塩化
ビニル樹脂によって形成されたマスク４７が支持部材４
５によって支持されている。その結果、支持部材４５、
積層体４６およびマスク４７によって、電解溶液槽４１
は二分されることになる。
【００６５】図１５は、マスク４７の略平面図である。
【００６６】図１５に示されるように、マスク４７に
は、複数の矩形状開口部４８が、たとえば、レーザ加工
によって形成されている。各矩形状開口部４８は、たと
えば、２０μｍの幅のスリット状に形成されている。
は、複数の矩形状開口部４８が、たとえば、レーザ加工
によって形成されている。各矩形状開口部４８は、たと
えば、２０μｍの幅のスリット状に形成されている。
【００６７】図１４に示されるように、各矩形状開口部
４８は、レーザによって、その横断面が略楔状をなすよ
うに加工されたマスク４７の部分に連通するように、形
成されている。
４８は、レーザによって、その横断面が略楔状をなすよ
うに加工されたマスク４７の部分に連通するように、形
成されている。
【００６８】このようにして構成された陽極化成装置に
よって、以下のようにして、多孔質シリコン層３０が形
成される。
よって、以下のようにして、多孔質シリコン層３０が形
成される。
【００６９】初めに、シリコン基板１、多孔質シリコン
層２、ｐ＋型層３、ｐ型層４およびｎ＋型層５よりなる
積層体４６と、マスク４７が、マスク４７の複数の矩形
状開口部４８が、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型層
３に多孔質シリコン層３０を形成すべき位置に対応した
位置に位置するように、電解溶液４０中に位置決めされ
る。
層２、ｐ＋型層３、ｐ型層４およびｎ＋型層５よりなる
積層体４６と、マスク４７が、マスク４７の複数の矩形
状開口部４８が、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型層
３に多孔質シリコン層３０を形成すべき位置に対応した
位置に位置するように、電解溶液４０中に位置決めされ
る。
【００７０】次いで、直流電源４４を用いて、正の白金
電極４２と負の白金電極４３との間に、電流を流すと、
支持部材４５は絶縁材料によって形成されているため、
電流は電解溶液４０中のみを流れる。
電極４２と負の白金電極４３との間に、電流を流すと、
支持部材４５は絶縁材料によって形成されているため、
電流は電解溶液４０中のみを流れる。
【００７１】積層体４６の負の白金電極４２側には、塩
化ビニル樹脂によって形成されたマスク４７が、複数の
矩形状開口部４８が、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋
型層３に多孔質シリコン層３０を形成すべき位置に対応
した位置に位置するように、電解溶液４０中に配置され
ているため、電流は、マスク４７に形成された複数の矩
形状開口部４８に対応する積層体４６の部分を横切って
流れる。
化ビニル樹脂によって形成されたマスク４７が、複数の
矩形状開口部４８が、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋
型層３に多孔質シリコン層３０を形成すべき位置に対応
した位置に位置するように、電解溶液４０中に配置され
ているため、電流は、マスク４７に形成された複数の矩
形状開口部４８に対応する積層体４６の部分を横切って
流れる。
【００７２】その結果、マスク４７に形成された複数の
矩形状開口部４８に対応する積層体４６の部分に多孔質
シリコン層３０が形成される。
矩形状開口部４８に対応する積層体４６の部分に多孔質
シリコン層３０が形成される。
【００７３】電流値および陽極化成処理時間は、多孔質
シリコン層３０が、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型
層３のすべてを貫通するが、シリコン基板１内には形成
されないように、選択される。これによって、シリコン
基板１を再利用することが可能になる。たとえば、１か
ら１００ｍＡ／平方センチメートル、たとえば、１４ｍ
Ａ／平方センチメートルで、６分間にわたって、陽極化
成処理して、多孔質シリコン層３０を形成することがで
きる。
シリコン層３０が、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型
層３のすべてを貫通するが、シリコン基板１内には形成
されないように、選択される。これによって、シリコン
基板１を再利用することが可能になる。たとえば、１か
ら１００ｍＡ／平方センチメートル、たとえば、１４ｍ
Ａ／平方センチメートルで、６分間にわたって、陽極化
成処理して、多孔質シリコン層３０を形成することがで
きる。
【００７４】こうして、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ
＋型層３を貫通し、多孔質シリコン層２に達する多孔質
シリコン層３０を陽極化成法によって形成した後、多孔
質シリコン層３０は、８００ないし１０００℃の温度
で、熱酸化されて、セル間を分離する絶縁分離層３０に
転化される。図９に示されるように、この熱酸化によっ
て、ｎ＋型層５の表面に、シリコン酸化膜５０が同時に
形成される。
＋型層３を貫通し、多孔質シリコン層２に達する多孔質
シリコン層３０を陽極化成法によって形成した後、多孔
質シリコン層３０は、８００ないし１０００℃の温度
で、熱酸化されて、セル間を分離する絶縁分離層３０に
転化される。図９に示されるように、この熱酸化によっ
て、ｎ＋型層５の表面に、シリコン酸化膜５０が同時に
形成される。
【００７５】本実施態様によれば、隣接するセル間は、
ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を貫通し、多孔
質シリコン層２に達する多孔質シリコン層３０が転化さ
れた絶縁分離層３０によって絶縁分離されているため、
レーザー・アブレーションによって、ｎ＋型層５、ｐ型
層４およびｐ＋型層３を切断して、隣接するセル間を絶
縁分離する場合のように、太陽電池素子を形成して、シ
リコン基板１から剥離する前に、ｎ＋型層５、ｐ型層４
およびｐ＋型層３がシリコン基板１から剥離することを
効果的に防止することが可能となり、作業性を大幅に向
上させることができる。
ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を貫通し、多孔
質シリコン層２に達する多孔質シリコン層３０が転化さ
れた絶縁分離層３０によって絶縁分離されているため、
レーザー・アブレーションによって、ｎ＋型層５、ｐ型
層４およびｐ＋型層３を切断して、隣接するセル間を絶
縁分離する場合のように、太陽電池素子を形成して、シ
リコン基板１から剥離する前に、ｎ＋型層５、ｐ型層４
およびｐ＋型層３がシリコン基板１から剥離することを
効果的に防止することが可能となり、作業性を大幅に向
上させることができる。
【００７６】次いで、図１０に示されるように、エキシ
マレーザなどを用いて、レーザ・アブレーションによっ
て、所望のパターンで、陰極となるｎ＋型層５が除去さ
れ、陽極となるｐ型層４が露出される。本実施態様にお
いては、微細なパターンニングが可能なレーザ・アブレ
ーションにより、所望のパターンで、陰極となるｎ＋型
層５を除去し、陽極となるｐ型層４を露出させているの
で、フォトレジストなどのマスクを用いることなく、所
望の微細な電極パターンを形成することが可能になる。
マレーザなどを用いて、レーザ・アブレーションによっ
て、所望のパターンで、陰極となるｎ＋型層５が除去さ
れ、陽極となるｐ型層４が露出される。本実施態様にお
いては、微細なパターンニングが可能なレーザ・アブレ
ーションにより、所望のパターンで、陰極となるｎ＋型
層５を除去し、陽極となるｐ型層４を露出させているの
で、フォトレジストなどのマスクを用いることなく、所
望の微細な電極パターンを形成することが可能になる。
【００７７】次いで、露出されたｐ−ｎ＋結合を保護す
るために、８００ないし１０００℃の温度で、シリコン
酸化膜５０が熱酸化されて、シリコン酸化膜５０の厚み
が増大する。
るために、８００ないし１０００℃の温度で、シリコン
酸化膜５０が熱酸化されて、シリコン酸化膜５０の厚み
が増大する。
【００７８】その後、図１１に示されるように、エキシ
マレーザなどを用いて、レーザ・アブレーションによっ
て電極窓明けがされ、シリコン酸化膜５０に形成された
開口部に、たとえば、金属ペーストがスクリーン印刷さ
れて、複数の電極９、陽極９ａおよび陰極９ｂが形成さ
れる。電極９は、絶縁分離層３０を跨いで、隣接するセ
ルのｎ＋型層５およびｐ型層４に接続され、ｐ型層４に
接続した陽極９ａおよびｎ＋型層５に接続した陰極９ｂ
は、両端部にのみ形成される。ここに、図１ないし図７
に示された実施態様と同様に、電極９、陽極９ａおよび
陰極９ｂは、太陽電池の裏面から入射し、太陽電池を透
過した光をできるだけ多く、反射させるようにするた
め、面積が大きい方が望ましい。
マレーザなどを用いて、レーザ・アブレーションによっ
て電極窓明けがされ、シリコン酸化膜５０に形成された
開口部に、たとえば、金属ペーストがスクリーン印刷さ
れて、複数の電極９、陽極９ａおよび陰極９ｂが形成さ
れる。電極９は、絶縁分離層３０を跨いで、隣接するセ
ルのｎ＋型層５およびｐ型層４に接続され、ｐ型層４に
接続した陽極９ａおよびｎ＋型層５に接続した陰極９ｂ
は、両端部にのみ形成される。ここに、図１ないし図７
に示された実施態様と同様に、電極９、陽極９ａおよび
陰極９ｂは、太陽電池の裏面から入射し、太陽電池を透
過した光をできるだけ多く、反射させるようにするた
め、面積が大きい方が望ましい。
【００７９】次いで、接着剤５１を用いて、不透明なプ
ラスチックフイルム５２が接着された後、シリコン基板
１が、水またはエチルアルコールなどの溶液中に浸さ
れ、たとえば、２５ｋＨｚ、６００Ｗの超音波がシリコ
ン基板１に照射される。その結果、超音波のエネルギー
によって、分離層６の剥離強度が弱められて、分離層６
が破壊され、図１２に示されるように、シリコン基板１
が太陽電池素子５３から剥離される。
ラスチックフイルム５２が接着された後、シリコン基板
１が、水またはエチルアルコールなどの溶液中に浸さ
れ、たとえば、２５ｋＨｚ、６００Ｗの超音波がシリコ
ン基板１に照射される。その結果、超音波のエネルギー
によって、分離層６の剥離強度が弱められて、分離層６
が破壊され、図１２に示されるように、シリコン基板１
が太陽電池素子５３から剥離される。
【００８０】シリコン基板１が剥離された太陽電池素子
５３の裏面には、多孔質シリコン層２が残っているの
で、弗化水素酸と硝酸の混合液などを用いて、回転シリ
コンエッチング法などによって、太陽電池素子５３の裏
面の多孔質シリコン層２を除去し、ｐ＋型層３が露出さ
れる。さらに、露出されたｐ＋型層３の表面の再結合速
度を低減させるため、シリカを有機溶媒に溶解した溶液
がｐ＋型層３の表面に塗布されて、シリカ含有層（図示
せず）が形成され、ＵＶ照射により発生したオゾンによ
って、シリカ含有層が酸化されて、ｐ＋型層３の表面
に、厚さ１０ｎｍ以下の保護膜５４が形成される。
５３の裏面には、多孔質シリコン層２が残っているの
で、弗化水素酸と硝酸の混合液などを用いて、回転シリ
コンエッチング法などによって、太陽電池素子５３の裏
面の多孔質シリコン層２を除去し、ｐ＋型層３が露出さ
れる。さらに、露出されたｐ＋型層３の表面の再結合速
度を低減させるため、シリカを有機溶媒に溶解した溶液
がｐ＋型層３の表面に塗布されて、シリカ含有層（図示
せず）が形成され、ＵＶ照射により発生したオゾンによ
って、シリカ含有層が酸化されて、ｐ＋型層３の表面
に、厚さ１０ｎｍ以下の保護膜５４が形成される。
【００８１】すなわち、シリカを、アルコールを主成分
とし、エステル、ケトンを含む有機溶媒に溶解したシリ
カ溶液を、ｐ＋型層３の表面に塗布して、シリカ含有層
を形成した後、紫外線が照射される。その結果、オゾン
が発生して、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させ、さ
らに、シリカ含有層中のシリカが酸化されて、酸化シリ
コンの保護膜５４が形成される。たとえば、エキシマ紫
外線ランプを用いて、波長１７２ｎｍの紫外線を、１な
いし１００ｍＷ／平方センチメートルで、１秒ないし３
０分間、好ましくは、５ないし１００ｍＷ／平方センチ
メートルで、１秒ないし２分間にわたって、照射して、
オゾンを発生させ、酸化シリコンの保護膜５４を形成す
ることができる。
とし、エステル、ケトンを含む有機溶媒に溶解したシリ
カ溶液を、ｐ＋型層３の表面に塗布して、シリカ含有層
を形成した後、紫外線が照射される。その結果、オゾン
が発生して、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させ、さ
らに、シリカ含有層中のシリカが酸化されて、酸化シリ
コンの保護膜５４が形成される。たとえば、エキシマ紫
外線ランプを用いて、波長１７２ｎｍの紫外線を、１な
いし１００ｍＷ／平方センチメートルで、１秒ないし３
０分間、好ましくは、５ないし１００ｍＷ／平方センチ
メートルで、１秒ないし２分間にわたって、照射して、
オゾンを発生させ、酸化シリコンの保護膜５４を形成す
ることができる。
【００８２】本実施態様においては、シリカ溶液を塗布
して、シリカ含有層を形成したｐ＋型層３の表面に、紫
外線を照射して、オゾンを発生させ、発生したオゾンに
よって、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させるととも
に、シリカを酸化して、低温で、酸化シリコンの保護膜
５４を形成しているので、耐熱性の低い不透明なプラス
チックフイルム５２を損傷させることも、不透明なプラ
スチックフイルム５２を接着するために用いた接着剤５
１を損傷させることもない。また、スパッタリングや低
温ＣＶＤによって、保護層５４を形成する場合に比し
て、真空設備を設ける必要もなく、装置自体も安価であ
り、低コストで、保護膜５４を形成することができる。
して、シリカ含有層を形成したｐ＋型層３の表面に、紫
外線を照射して、オゾンを発生させ、発生したオゾンに
よって、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させるととも
に、シリカを酸化して、低温で、酸化シリコンの保護膜
５４を形成しているので、耐熱性の低い不透明なプラス
チックフイルム５２を損傷させることも、不透明なプラ
スチックフイルム５２を接着するために用いた接着剤５
１を損傷させることもない。また、スパッタリングや低
温ＣＶＤによって、保護層５４を形成する場合に比し
て、真空設備を設ける必要もなく、装置自体も安価であ
り、低コストで、保護膜５４を形成することができる。
【００８３】こうして、高濃度のｐ＋型層３によって、
太陽電池素子５３の内部から、電子がｐ＋型層３の表面
に拡散することが防止され、ｐ＋型層３の表面と保護膜
５４との表面再結合速度を低減することが可能となる。
太陽電池素子５３の内部から、電子がｐ＋型層３の表面
に拡散することが防止され、ｐ＋型層３の表面と保護膜
５４との表面再結合速度を低減することが可能となる。
【００８４】その後、保護膜５４の表面に、チタン酸化
物（ＴｉＯｘ）を含んだ溶液が塗布され、紫外線が照射
されることによって、塗膜が乾燥されるとともに、チタ
ン酸化物が酸化あるいは還元され、厚さ１０ないし１０
０ｎｍの主として二酸化チタンよりなる酸化チタン反射
防止膜５５が、保護膜５４の表面に形成される。さら
に、酸化チタン反射防止膜５５の表面に、接着剤５６を
用いて、プラスチックフイルム５７が接着され、図１３
に示されるように、バックコンタクト型の集積型薄膜単
結晶シリコン太陽電池５８が生成される。
物（ＴｉＯｘ）を含んだ溶液が塗布され、紫外線が照射
されることによって、塗膜が乾燥されるとともに、チタ
ン酸化物が酸化あるいは還元され、厚さ１０ないし１０
０ｎｍの主として二酸化チタンよりなる酸化チタン反射
防止膜５５が、保護膜５４の表面に形成される。さら
に、酸化チタン反射防止膜５５の表面に、接着剤５６を
用いて、プラスチックフイルム５７が接着され、図１３
に示されるように、バックコンタクト型の集積型薄膜単
結晶シリコン太陽電池５８が生成される。
【００８５】本実施態様によれば、シリカ溶液を塗布し
たｐ＋型層３の表面に、紫外線を照射して、オゾンを発
生させ、発生したオゾンによって、シリカ含有層中の有
機溶媒を蒸発させるとともに、シリカ含有層中のシリカ
を酸化して、低温で、酸化シリコンの保護膜５４を形成
しているので、耐熱性の低い不透明なプラスチックフイ
ルム５２を損傷させることも、不透明なプラスチックフ
イルム５２を接着するために用いた接着剤５１を損傷さ
せることも効果的に防止することができる。また、スパ
ッタリングや低温ＣＶＤによって、保護層５４を形成す
る場合に比して、真空設備を設ける必要もなく、装置自
体も安価であり、低コストで、保護膜５４を形成して、
表面再結合を低減させることが可能となる。
たｐ＋型層３の表面に、紫外線を照射して、オゾンを発
生させ、発生したオゾンによって、シリカ含有層中の有
機溶媒を蒸発させるとともに、シリカ含有層中のシリカ
を酸化して、低温で、酸化シリコンの保護膜５４を形成
しているので、耐熱性の低い不透明なプラスチックフイ
ルム５２を損傷させることも、不透明なプラスチックフ
イルム５２を接着するために用いた接着剤５１を損傷さ
せることも効果的に防止することができる。また、スパ
ッタリングや低温ＣＶＤによって、保護層５４を形成す
る場合に比して、真空設備を設ける必要もなく、装置自
体も安価であり、低コストで、保護膜５４を形成して、
表面再結合を低減させることが可能となる。
【００８６】また、本実施態様によれば、隣接するセル
間は、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を貫通
し、多孔質シリコン層２に達する多孔質シリコン層３０
が転化された絶縁分離層３０によって、絶縁分離されて
いるため、レーザー・アブレーションによって、ｎ＋型
層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を切断して、隣接する
セル間を絶縁分離する場合のように、太陽電池素子５３
を形成して、シリコン基板１から剥離する前に、ｎ＋型
層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３がシリコン基板１から
剥離することを効果的に防止することが可能となり、作
業性を大幅に向上させることができる。
間は、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を貫通
し、多孔質シリコン層２に達する多孔質シリコン層３０
が転化された絶縁分離層３０によって、絶縁分離されて
いるため、レーザー・アブレーションによって、ｎ＋型
層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を切断して、隣接する
セル間を絶縁分離する場合のように、太陽電池素子５３
を形成して、シリコン基板１から剥離する前に、ｎ＋型
層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３がシリコン基板１から
剥離することを効果的に防止することが可能となり、作
業性を大幅に向上させることができる。
【００８７】さらに、本実施態様によって製造されたバ
ックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン太陽電池
５８にあっては、光はプラスチックフイルム５８に入射
するように構成され、入射面には電極がないため、無効
電極面積を減少させ、変換効率を大幅に向上させること
が可能になる。
ックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン太陽電池
５８にあっては、光はプラスチックフイルム５８に入射
するように構成され、入射面には電極がないため、無効
電極面積を減少させ、変換効率を大幅に向上させること
が可能になる。
【００８８】また、本実施態様によれば、微細なパター
ンニングが可能なレーザ・アブレーションによって、所
望のパターンで、陰極となるｎ＋型層５を除去し、陽極
となるｐ型層４を露出させているので、フォトレジスト
などのマスクを用いることなく、所望の微細な電極パタ
ーンを形成することが可能になる。
ンニングが可能なレーザ・アブレーションによって、所
望のパターンで、陰極となるｎ＋型層５を除去し、陽極
となるｐ型層４を露出させているので、フォトレジスト
などのマスクを用いることなく、所望の微細な電極パタ
ーンを形成することが可能になる。
【００８９】本発明は、以上の実施態様に限定されるこ
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることはいうまでもない。
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることはいうまでもない。
【００９０】たとえば、前記実施態様においては、太陽
電池につき、説明を加えたが、本発明は、太陽電池を製
造する場合に限定されるものではなく、ＭＯＳなどの他
の種類の半導体素子を製造する場合にも、適用可能であ
ることはいうまでもない。
電池につき、説明を加えたが、本発明は、太陽電池を製
造する場合に限定されるものではなく、ＭＯＳなどの他
の種類の半導体素子を製造する場合にも、適用可能であ
ることはいうまでもない。
【００９１】さらに、前記実施態様においては、陽極９
ａと陰極９ｂは、金属ペーストをスクリーン印刷するこ
とによって形成されているが、スパッタリングなどによ
り、陽極９ａと陰極９ｂを形成することもできる。
ａと陰極９ｂは、金属ペーストをスクリーン印刷するこ
とによって形成されているが、スパッタリングなどによ
り、陽極９ａと陰極９ｂを形成することもできる。
【００９２】また、図１ないし図７に示された実施態様
においては、接着剤１０を用いて、不透明なプラスチッ
クフイルム１１が接着され、図８ないし図１５に示され
た実施態様においては、接着剤５１を用いて、不透明な
プラスチックフイルム５２が接着されているが、プラス
チックフイルムが透明であるか否かは問われるものでは
なく、さらに、プラスチックフイルム１１、５２に代え
て、ペーパーシートあるいはＳＵＳなどの薄膜金属を接
着するようにしてもよい。
においては、接着剤１０を用いて、不透明なプラスチッ
クフイルム１１が接着され、図８ないし図１５に示され
た実施態様においては、接着剤５１を用いて、不透明な
プラスチックフイルム５２が接着されているが、プラス
チックフイルムが透明であるか否かは問われるものでは
なく、さらに、プラスチックフイルム１１、５２に代え
て、ペーパーシートあるいはＳＵＳなどの薄膜金属を接
着するようにしてもよい。
【００９３】さらに、前記実施態様においては、アルコ
ールを主成分とし、エステル、ケトンを含む有機溶媒
に、シリカを溶解したシリカ溶液を、ｐ＋型層３の表面
に塗布して、シリカ含有層を形成した後、紫外線を照射
して、生成したオゾンにより、シリカ含有層中の有機溶
媒を蒸発させるとともに、シリカ含有層中のシリカを酸
化して、酸化シリコンよりなる保護膜１３、５４を形成
しているが、シリカ溶液をｐ＋型層３の表面に塗布し
て、シリカ含有層を形成した後、２５ないし１５０℃の
温度下で、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させ、その
後に、紫外線を照射し、生成したオゾンによって、シリ
カ含有層中のシリカを酸化して、酸化シリコンよりなる
保護膜１３、５４を形成してもよい。この方法によれ
ば、紫外線の照射に先立って、あらかじめ、シリカ含有
層中の有機溶媒を蒸発させているので、紫外線の照射に
よって生成されたオゾンを用いて、より短時間に、保護
膜１３、５４を形成することが可能になる。さらに、ｐ
＋型層３の表面に、シリカ溶液とチタン酸化物（ＴｉＯ
ｘ）溶液とを連続して、ｐ＋型層３の表面に塗布し、紫
外線を照射して、シリカ溶液の溶媒およびチタン酸化物
溶液中の溶媒を蒸発させるとともに、発生したオゾンに
よって、シリカを酸化して、酸化シリコンよりなる保護
膜１３、５４を形成し、連続して、チタン酸化物を酸化
あるいは還元して、主として二酸化チタンからなる酸化
チタン反射防止膜１４、５５を形成することもできる。
この際、ｐ＋型層３の表面に、シリカ溶液を塗布して、
シリカ含有層を形成し、シリカ含有層の乾燥後に、チタ
ン酸化物（ＴｉＯｘ）溶液を塗布し、紫外線を照射し
て、チタン酸化物溶液中の溶媒を蒸発させるとともに、
発生したオゾンによって、シリカを酸化して、酸化シリ
コンよりなる保護膜１３、５４を形成し、連続して、チ
タン酸化物を酸化あるいは還元して、主として二酸化チ
タンからなる酸化チタン反射防止膜１４、５５を形成す
るようにしてもよい。
ールを主成分とし、エステル、ケトンを含む有機溶媒
に、シリカを溶解したシリカ溶液を、ｐ＋型層３の表面
に塗布して、シリカ含有層を形成した後、紫外線を照射
して、生成したオゾンにより、シリカ含有層中の有機溶
媒を蒸発させるとともに、シリカ含有層中のシリカを酸
化して、酸化シリコンよりなる保護膜１３、５４を形成
しているが、シリカ溶液をｐ＋型層３の表面に塗布し
て、シリカ含有層を形成した後、２５ないし１５０℃の
温度下で、シリカ含有層中の有機溶媒を蒸発させ、その
後に、紫外線を照射し、生成したオゾンによって、シリ
カ含有層中のシリカを酸化して、酸化シリコンよりなる
保護膜１３、５４を形成してもよい。この方法によれ
ば、紫外線の照射に先立って、あらかじめ、シリカ含有
層中の有機溶媒を蒸発させているので、紫外線の照射に
よって生成されたオゾンを用いて、より短時間に、保護
膜１３、５４を形成することが可能になる。さらに、ｐ
＋型層３の表面に、シリカ溶液とチタン酸化物（ＴｉＯ
ｘ）溶液とを連続して、ｐ＋型層３の表面に塗布し、紫
外線を照射して、シリカ溶液の溶媒およびチタン酸化物
溶液中の溶媒を蒸発させるとともに、発生したオゾンに
よって、シリカを酸化して、酸化シリコンよりなる保護
膜１３、５４を形成し、連続して、チタン酸化物を酸化
あるいは還元して、主として二酸化チタンからなる酸化
チタン反射防止膜１４、５５を形成することもできる。
この際、ｐ＋型層３の表面に、シリカ溶液を塗布して、
シリカ含有層を形成し、シリカ含有層の乾燥後に、チタ
ン酸化物（ＴｉＯｘ）溶液を塗布し、紫外線を照射し
て、チタン酸化物溶液中の溶媒を蒸発させるとともに、
発生したオゾンによって、シリカを酸化して、酸化シリ
コンよりなる保護膜１３、５４を形成し、連続して、チ
タン酸化物を酸化あるいは還元して、主として二酸化チ
タンからなる酸化チタン反射防止膜１４、５５を形成す
るようにしてもよい。
【００９４】また、前記実施態様においては、ｐ＋型層
３が形成されているが、ｐ型層４と保護膜１３、５４と
の界面再結合が小さくできる場合には、ｐ＋型層３を形
成せずに、ｐ＋型層３によるオージェ再結合に起因する
変換効率の低下を防止することができる。
３が形成されているが、ｐ型層４と保護膜１３、５４と
の界面再結合が小さくできる場合には、ｐ＋型層３を形
成せずに、ｐ＋型層３によるオージェ再結合に起因する
変換効率の低下を防止することができる。
【００９５】さらに、前記実施態様において、ｎ＋型層
５にグレーティングを形成して、光閉じ込めによる変換
効率の向上を図ることもできる。
５にグレーティングを形成して、光閉じ込めによる変換
効率の向上を図ることもできる。
【００９６】また、前記実施態様においては、ｐ型シリ
コン基板１を用い、ｐ型シリコン基板１上に、ｐ＋型層
３、ｐ型層４およびｎ＋型層５の順に、半導体層を形成
しているが、ｎ型シリコン基板を用いてもよく、ｐ＋型
層またはｐ型層を陰極として、ｎ＋型層またはｎ型層を
陽極として用いるようにしてもよい。
コン基板１を用い、ｐ型シリコン基板１上に、ｐ＋型層
３、ｐ型層４およびｎ＋型層５の順に、半導体層を形成
しているが、ｎ型シリコン基板を用いてもよく、ｐ＋型
層またはｐ型層を陰極として、ｎ＋型層またはｎ型層を
陽極として用いるようにしてもよい。
【００９７】さらに、図８ないし図１５に示された実施
態様においては、多孔質シリコン層３０は、ｎ＋型層
５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を貫通し、多孔質シリコ
ン層２に達するように形成されているが、多孔質シリコ
ン層３０は、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を
貫通していれば足り、多孔質シリコン層２に達するよう
に形成されていることは必ずしも必要がなく、多孔質シ
リコン層２に接するように形成されてもよい。
態様においては、多孔質シリコン層３０は、ｎ＋型層
５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を貫通し、多孔質シリコ
ン層２に達するように形成されているが、多孔質シリコ
ン層３０は、ｎ＋型層５、ｐ型層４およびｐ＋型層３を
貫通していれば足り、多孔質シリコン層２に達するよう
に形成されていることは必ずしも必要がなく、多孔質シ
リコン層２に接するように形成されてもよい。
【００９８】さらに、図１４に示された陽極化成装置に
おいては、白金電極４２、４３が用いられているが、電
極の材料としては、白金に限定されるものではなく、カ
ーボンや炭化珪素など、弗化水素酸に侵されない任意の
電極材料によって、電極を形成することができる。
おいては、白金電極４２、４３が用いられているが、電
極の材料としては、白金に限定されるものではなく、カ
ーボンや炭化珪素など、弗化水素酸に侵されない任意の
電極材料によって、電極を形成することができる。
【００９９】また、図１４に示された陽極化成装置にお
いては、塩化ビニル樹脂によって形成されたマスク４７
が用いられているが、マスク４７を塩化ビニル樹脂によ
って形成することは必ずしも必要がなく、フッ素樹脂な
ど、弗化水素酸に侵されない任意の絶縁材料によって、
マスク４７を形成することができる。
いては、塩化ビニル樹脂によって形成されたマスク４７
が用いられているが、マスク４７を塩化ビニル樹脂によ
って形成することは必ずしも必要がなく、フッ素樹脂な
ど、弗化水素酸に侵されない任意の絶縁材料によって、
マスク４７を形成することができる。
【０１００】
【発明の効果】本発明によれば、低コストで、変換効率
を向上させることのできるバックコンタクト型薄膜単結
晶シリコン太陽電池の製造方法を提供することが可能に
なる。
を向上させることのできるバックコンタクト型薄膜単結
晶シリコン太陽電池の製造方法を提供することが可能に
なる。
【０１０１】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかるバ
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施態様にかかるバ
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい実施態様にかかるバ
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
【図４】図４は、本発明の好ましい実施態様にかかるバ
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
【図５】図５は、本発明の好ましい実施態様にかかるバ
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
【図６】図６は、本発明の好ましい実施態様にかかるバ
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
【図７】図７は、本発明の好ましい実施態様にかかるバ
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
ックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造プ
ロセスを示す工程図である。
【図８】図８は、本発明の別の好ましい実施態様にかか
るバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン太陽
電池の製造プロセスを示す工程図である。
るバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン太陽
電池の製造プロセスを示す工程図である。
【図９】図９は、本発明の別の好ましい実施態様にかか
るバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン太陽
電池の製造プロセスを示す工程図である。
るバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン太陽
電池の製造プロセスを示す工程図である。
【図１０】図１０は、本発明の別の好ましい実施態様に
かかるバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
かかるバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
【図１１】図１１は、本発明の別の好ましい実施態様に
かかるバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
かかるバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の好ましい実施態様に
かかるバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
かかるバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
【図１３】図１３は、本発明の他の好ましい実施態様に
かかるバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
かかるバックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池の製造プロセスを示す工程図である。
【図１４】図１４は、陽極化成装置の略断面図である。
【図１５】図１５は、マスクの略平面図である。
１ ｐ型単結晶シリコン基板 ２ 多孔質シリコン層 ３ ｐ＋型層 ４ ｐ型層 ５ ｎ＋型層 ６ 分離層 ７ シリコン酸化膜 ９ 電極 ９ａ 陽極 ９ｂ 陰極 １０ 接着剤 １１ プラスチックフイルム １２ 太陽電池素子 １３ 保護膜 １４ 酸化チタン反射防止膜 １５ 接着剤 １６ プラスチックフイルム １７ バックコンタクト型薄膜単結晶シリコン太陽電池 ３０ 多孔質シリコン層（絶縁分離層） ４０ 電解溶液 ４１ 電解溶液槽 ４２、４３ 白金電極 ４４ 直流電源 ４５ 支持部材 ４６ 積層体 ４７ マスク ４８ 矩形状開口部 ５０ シリコン酸化膜 ５１ 接着剤 ５２ プラスチックフイルム ５３ 太陽電池素子 ５４ 保護膜 ５５ 酸化チタン反射防止膜 ５６ 接着剤 ５７ プラスチックフイルム ５８ バックコンタクト型の集積型薄膜単結晶シリコン
太陽電池
太陽電池
Claims (26)
- 【請求項１】 基板上に、多孔質層を形成し、前記多孔
質層上に、少なくとも１つの半導体層を形成し、前記半
導体層に支持基板を接着した後、前記多孔質層の部分
で、前記基板を剥離する半導体素子の製造方法におい
て、前記基板が剥離された前記半導体層の表面に、シリ
カを含む溶液を塗布して、シリカ含有層を形成し、前記
シリカ含有層に紫外線を照射して、発生したオゾンによ
って、前記シリカ含有層中のシリカを酸化し、酸化シリ
コンよりなる保護膜を形成することを特徴とする半導体
素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記基板がシリコン基板であることを特
徴とする請求項１に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記シリコン基板が単結晶シリコン基板
であることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子の
製造方法。 - 【請求項４】 前記単結晶シリコン基板が薄膜単結晶シ
リコン基板であることを特徴とする請求項３に記載の半
導体素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記半導体層を、多孔質層を介して、前
記基板上に形成することを特徴とする請求項１ないし４
のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記多孔質層が多孔質シリコン層である
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体素子の製造方
法。 - 【請求項７】 前記半導体層が、第１の半導体層および
前記第１の半導体層上に形成された第２の半導体層を含
むことを特徴とする請求項５または６に記載の半導体素
子の製造方法。 - 【請求項８】 レーザ・アブレーションを用いて、所定
のパターンで、前記第２の半導体層を除去し、前記第１
の半導体層を露出させて、電極パターンを形成すること
を特徴とする請求項７に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項９】 さらに、形成された電極パターンにした
がって、前記第１の半導体層の一部を除去して、電極を
形成することを特徴とする請求項７または８に記載の半
導体素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記第１の半導体層がｐ型半導体層で
あり、前記第２の半導体層がｎ型半導体層であることを
特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載の半
導体素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第１の半導体層および前記第２の
半導体層をエピタキシャル成長によって形成することを
特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の
半導体素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記シリカ含有層に紫外線を照射し
て、前記シリカ含有層に含まれた溶剤を蒸発させるとと
もに、紫外線の照射によって発生したオゾンによって、
前記シリカ含有層中の前記シリカを酸化して、前記保護
膜を形成することを特徴とする請求項１ないし１１のい
ずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１３】 紫外線の照射に先立って、前記シリカ
含有層に含まれた溶剤を蒸発させ、前記シリカ含有層に
紫外線を照射し、発生したオゾンによって、前記シリカ
含有層中の前記シリカを酸化して、前記保護膜を形成す
ることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項
に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１４】 ２５ないし１５０℃の温度下で、前記
シリカ含有層に含まれた溶剤を蒸発させることを特徴と
する請求項１３に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１５】 シリカを含む溶液とともに、チタン酸
化物（ＴｉＯｘ）を含む溶液を、前記基板が剥離された
前記半導体層の表面に塗布して、前記シリカ含有層とと
もに、チタン酸化物含有層を形成し、前記シリカ含有層
および前記チタン酸化物含有層に紫外線を照射して、発
生したオゾンによって、前記シリカ含有層中の前記シリ
カを酸化して、前記保護膜を形成するとともに、前記チ
タン酸化物含有層中のチタン酸化物を酸化あるいは還元
して、主として二酸化チタンよりなる酸化チタン反射防
止膜を形成することを特徴とする請求項１ないし１１に
記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記基板が剥離された前記半導体層の
表面に、シリカを含む溶液を塗布して、シリカ含有層を
形成し、前記シリカ含有層の乾燥後に、チタン酸化物
（ＴｉＯｘ）を含む溶液を塗布して、チタン酸化物含有
層を形成し、前記シリカ含有層および前記チタン酸化物
含有層に紫外線を照射して、発生したオゾンによって、
前記シリカ含有層中の前記シリカを酸化して、前記保護
膜を形成するとともに、前記チタン酸化物含有層中のチ
タン酸化物を酸化あるいは還元して、主として二酸化チ
タンよりなる酸化チタン反射防止膜を形成することを特
徴とする請求項１ないし１１に記載の半導体素子の製造
方法。 - 【請求項１７】 さらに、前記保護膜上に、酸化チタン
反射防止膜を形成することを特徴とする請求項１ないし
１４に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１８】 さらに、前記酸化チタン反射防止膜に
透明基板を接着することを特徴とする請求項１５ないし
１７のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記支持基板がプラスチックフイルム
によって形成されたことを特徴とする請求項１ないし１
８のいずれか１項に記載のいずれか１項に記載の半導体
素子の製造方法。 - 【請求項２０】 前記透明基板がプラスチックフイルム
によって形成されたことを特徴とする請求項１８または
１９に記載のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方
法。 - 【請求項２１】 超音波エネルギーを用いて、前記多孔
質シリコン層の強度を低下させて、前記多孔質層の部分
で、前記基板を剥離することを特徴とする請求項１ない
し２０のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項２２】 前記半導体層の裏面に前記支持基板を
接着するのに先立って、前記半導体層の表面に残存する
前記多孔質層を除去することを特徴とする請求項１ない
し２１のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項２３】 さらに、前記第１の半導体層および前
記第２の半導体層を形成した後、前記電極パターンを形
成する前に、前記第１の半導体層および前記第２の半導
体層を貫通する少なくとも１つの多孔質層を形成し、前
記少なくとも１つの多孔質層を熱酸化して、少なくとも
１つの絶縁分離層を形成し、隣接する前記第１の半導体
層および前記第２の半導体層を備えた素子を絶縁分離す
ることを特徴とする請求項７ないし２２のいずれか１項
に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項２４】 ２以上の前記多孔質膜を形成すること
を特徴とする請求項２３に記載の半導体素子の製造方
法。 - 【請求項２５】 前記多孔質膜が多孔質シリコンによっ
て形成されることを特徴とする請求項２３または２４に
記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項２６】 前記第１の半導体層と前記第２の半導
体層が光発電素子を形成することを特徴とする請求項１
ないし２５のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29290099A JP2001118758A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29290099A JP2001118758A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001118758A true JP2001118758A (ja) | 2001-04-27 |
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|---|---|---|---|
| JP29290099A Pending JP2001118758A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001118758A (ja) |
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- 1999-10-14 JP JP29290099A patent/JP2001118758A/ja active Pending
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