JP2001119043A - 半導体素子の製造装置 - Google Patents

半導体素子の製造装置

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JP2001119043A
JP2001119043A JP29303699A JP29303699A JP2001119043A JP 2001119043 A JP2001119043 A JP 2001119043A JP 29303699 A JP29303699 A JP 29303699A JP 29303699 A JP29303699 A JP 29303699A JP 2001119043 A JP2001119043 A JP 2001119043A
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Takeshi Matsushita
孟史 松下
Shinichi Mizuno
真一 水野
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業効率を大幅に向上させることのできる半
導体素子を製造する装置、とくに、バックコンタクト型
集積シリコン太陽電池の製造装置を提供する。 【解決手段】 直流電源44と、直流電源に接続された
陽極42および陰極43と、電解溶液40と、電解溶液
を収容した電解溶液槽41と、開口部48を有するマス
ク部材47と、半導体基板46を保持可能な支持部材4
5を備え、マスク部材を介して、半導体基板に通電し
て、開口部に対応する半導体基板を多孔質化することを
特徴とする半導体素子の製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の製造
装置に関するものであり、さらに詳細には、作業効率を
大幅に向上させることのできる半導体素子を製造する装
置に関し、とくに、作業効率を大幅に向上させることの
できるバックコンタクト型集積シリコン太陽電池の製造
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】単結晶シリコン基板の表面に形成した多
孔質シリコン層上に、薄膜単結晶シリコン太陽電池素子
を形成し、形成した薄膜単結晶シリコン太陽電池素子を
単結晶シリコン基板から剥離して、基板上に転写し、薄
膜単結晶シリコン太陽電池を製造する方法が知られてい
る(たとえば、特開平8−213645号公報など)。
【0003】また、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
あるため、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たいわゆるバックコンタク
ト型の太陽電池が提案されている(たとえば、特開平1
1−214720号公報。)。
【0004】このように、単結晶シリコン基板の表面に
形成した多孔質シリコン層上に、薄膜単結晶シリコン太
陽電池素子を形成し、形成した薄膜単結晶シリコン太陽
電池素子を単結晶シリコン基板から剥離して、透明基板
上に転写し、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たバックコンタクト型薄
膜単結晶シリコン太陽電池において、発電容量を増大さ
せるために、太陽電池を複数のセルに分割して、太陽電
池モジュールとして使用する試みがなされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この場合、従来は、レ
ーザを用いて、複数のセルをパターンニングする方法が
用いられているが、レーザによるパターンニングは、半
導体層および単結晶シリコン基板の表面に形成された多
孔質シリコン層を切断することによって、隣接するセル
を電気的に絶縁分離するものであるため、バックコンタ
クト型集積薄膜単結晶シリコン太陽電池の製造過程で、
半導体層および多孔質シリコン層が、単結晶シリコン基
板の表面から剥離しやすく、作業性が著しく悪いという
問題があった。
【0006】かかる問題は、太陽電池に限らず、MOS
などの他の種類の半導体素子においても、問題とされ、
解決が望まれていた。
【0007】したがって、本発明は、作業効率を大幅に
向上させることのできる半導体素子を製造する装置を提
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、作業効率を大幅に向
上させることのできるバックコンタクト型集積シリコン
太陽電池の製造装置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、
直流電源と、前記直流電源に接続された陽極および陰極
と、電解溶液と、前記電解溶液を収容した電解溶液槽
と、開口部を有するマスク部材と、半導体基板を保持可
能な支持部材を備え、前記マスク部材を介して、前記半
導体基板に通電して、前記開口部に対応する前記半導体
基板を多孔質化することを特徴とする半導体素子の製造
装置によって達成される。
【0010】本発明によれば、直流電源から供給される
電流と電流の供給時間を制御することによって、所望の
ように、半導体基板に、多孔質膜を形成することが可能
になる。
【0011】本発明の好ましい実施態様においては、前
記開口部がスリット状開口部によって形成されている。
【0012】本発明の好ましい実施態様によれば、幅の
狭い多孔質膜を、半導体基板に形成することが可能にな
る。
【0013】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記マスク部材が複数の前記開口部を有している。
【0014】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、マスク部材に形成する複数のスリット状開口部の形
状および位置を適宜選択し、半導体基板とマスクの相対
的位置関係を適宜選択することによって、任意の形状の
多孔質膜を、半導体基板の任意の位置に容易に形成する
ことが可能となる。
【0015】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記マスク部材および前記支持部材が絶縁材料によ
り構成されている。
【0016】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、直流電源から供給される電流は、マスク部材および
支持部材が絶縁材料により構成されているため、マスク
部材に形成された開口部のみを通って流れるから、直流
電源から供給される電流と電流の供給時間を制御するこ
とによって、所望のように、多孔質膜を、半導体基板に
形成することが可能となり、半導体基板の半導体層を貫
通するように、多孔質膜を形成して、隣接する半導体層
の絶縁分離を図り、半導体素子を集積化させることがで
き、隣接する半導体層は、多孔質膜によって、電気的に
は分離されているが、物理的には、多孔質膜を介して、
連結されているため、作業性よく、集積化した半導体素
子を製造することが可能となる。
【0017】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記支持部材が、前記マスク部材を、前記半導体基
板に対向し、かつ、前記半導体基板に対して、前記陰極
側に位置するように保持可能に構成されている。
【0018】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記マスク部材の前記開口部が、レーザ加工によっ
て形成されている。
【0019】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、精度よく、所望の形状を有する開口部を、マスク部
材の所望の位置に形成することが可能となる。
【0020】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記マスク部材の前記開口部が、レーザ加工によっ
て、前記マスク部材を、横断面が略楔状をなすように、
加工して、形成されている。
【0021】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記陽極および前記陰極が、白金、カーボンおよび
炭化珪素よりなる群から選ばれた材料によって形成され
ている。
【0022】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記マスク部材が、塩化ビニル樹脂およびフッ素樹
脂よりなる群から選ばれた材料によって形成されてい
る。
【0023】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記電解溶液が、容積比が3:1ないし1:1の弗
化水素酸とエチルアルコールの混合溶液にによって構成
されている。
【0024】
【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。
【0025】図1ないし図9は、バックコンタクト型集
積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。
【0026】バックコンタクト型集積薄膜単結晶シリコ
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0.02Ω・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3
00mA/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8μm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、p8〜1
3、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。
【0027】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。
【0028】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、SiH、SiC
、SiCl、SiHCl、SiHCl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10 /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。
【0029】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。
【0030】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。
【0031】次いで、図4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膜30
が、陽極化成によって形成される。多孔質シリコン膜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。
【0032】図10は、多孔質シリコン膜30を形成す
る本発明の好ましい実施態様にかかる陽極化成装置の略
断面図である。
【0033】図10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
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。
【0034】図11は、マスク47の略平面図である。
【0035】図11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。
【0036】図10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。
【0037】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、多孔質シリコン膜30が形
成される。
【0038】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に多孔質シリコン膜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。
【0039】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。
【0040】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に多孔質シリコン膜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。
【0041】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
シリコン膜30が形成される。
【0042】電流値および陽極化成処理時間は、多孔質
シリコン膜30が、n型層5、p型層4およびp
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、多孔質シリコン膜30を形成することがで
きる。
【0043】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
シリコン膜30を陽極化成法によって形成した後、多孔
質シリコン膜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膜30に
転化される。図5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。
【0044】本実施態様によれば、隣接するセル間は、
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膜30が転化さ
れた絶縁分離膜30によって、電気的には、絶縁分離さ
れているが、物理的には、絶縁分離膜30を介して、結
合されているため、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。
【0045】次いで、図6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
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。
【0046】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。
【0047】その後、図7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、絶縁分離膜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、電極9、陽極9
a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。
【0048】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8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。
【0049】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。
【0050】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。
【0051】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。
【0052】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。
【0053】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9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。
【0054】本実施態様によれば、隣接するセル間は、
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膜30が転化さ
れた絶縁分離膜30によって、電気的には、絶縁分離さ
れているが、物理的には、絶縁分離膜30を介して、結
合されているため、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。
【0055】また、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。
【0056】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。
【0057】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。
【0058】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。
【0059】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。
【0060】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。
【0061】また、前記実施態様においては、接着剤5
1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。
【0062】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
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(TiOx)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55を
形成するようにしてもよい。さらに、紫外線の照射によ
って生成されたオゾンを用いて、酸化シリコンよりなる
保護膜54を形成する代わりに、スパッタリング法ある
いは150℃以下の低温CVD法によって、酸化シリコ
ンよりなる保護膜54を形成することもできる。
【0063】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。
【0064】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。
【0065】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
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。
【0066】さらに、前記実施態様においては、多孔質
シリコン膜30は、n型層5、p型層4およびp
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、多孔質シリコン膜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。
【0067】さらに、図10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。
【0068】また、図10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。
【0069】
【発明の効果】本発明によれば、作業効率を大幅に向上
させることのできる半導体素子を製造する装置を提供す
ることが可能になる。
【0070】また、本発明によれば、作業効率を大幅に
向上させることのできるバックコンタクト型集積シリコ
ン太陽電池の製造装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、バックコンタクト型集積薄膜単結晶シ
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、本発明の好ましい実施態様にかか
る陽極化成装置の略断面図である。
【図11】図11は、マスクの略平面図である。
【符号の説明】
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 9 電極 9a 陽極 9b 陰極 30 多孔質シリコン膜(絶縁分離膜) 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

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源と、前記直流電源に接続された
    陽極および陰極と、電解溶液と、前記電解溶液を収容し
    た電解溶液槽と、開口部を有するマスク部材と、半導体
    基板を保持可能な支持部材を備え、前記マスク部材を介
    して、前記半導体基板に通電して、前記開口部に対応す
    る前記半導体基板を多孔質化することを特徴とする半導
    体素子の製造装置。
  2. 【請求項2】 前記開口部がスリット状開口部であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造装
    置。
  3. 【請求項3】 前記マスク部材が複数の前記開口部を有
    することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体
    素子の製造装置。
  4. 【請求項4】 前記マスク部材および前記支持部材が絶
    縁材料により構成されたことを特徴とする請求項1ない
    し3のいずれか1項に記載の半導体素子の製造装置。
  5. 【請求項5】 前記支持部材が、前記マスク部材を、前
    記半導体基板に対向し、かつ、前記半導体基板に対し
    て、前記陰極側に位置するように保持可能であることを
    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
    導体素子の製造装置。
  6. 【請求項6】 前記マスク部材の前記開口部が、レーザ
    加工によって形成されたことを特徴とする請求項1ない
    し5のいずれか1項に記載の半導体素子の製造装置。
  7. 【請求項7】 前記マスク部材の前記開口部が、レーザ
    加工によって、前記マスク部材を、横断面が略楔状をな
    すように、加工して、形成されたことを特徴とする請求
    項6に記載の半導体素子の製造装置。
  8. 【請求項8】 前記陽極および前記陰極が、白金、カー
    ボンおよび炭化珪素よりなる群から選ばれた材料によっ
    て形成されたことを特徴とする請求項1ないし7のいず
    れか1項に記載の半導体素子の製造装置。
  9. 【請求項9】 前記マスク部材が、塩化ビニル樹脂およ
    びフッ素樹脂よりなる群から選ばれた材料によって形成
    されたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1
    項に記載の半導体素子の製造装置。
  10. 【請求項10】 前記電解溶液が、容積比が3:1ない
    し1:1の弗化水素酸とエチルアルコールの混合溶液よ
    りなることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1
    項に記載の半導体素子の製造装置。
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