JP2007103793A - 光電変換素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 歩留まりの低下および生産性の低下を抑えたうえで、短絡による電気的特性の低下を防ぐことができる光電変換素子の製造方法を提供する。
【解決手段】 まず、拡散防止膜形成工程で、半導体不純物の拡散を防止する拡散防止膜７を、半導体ウエハ２の側面にのみ、その側面の全周にわたって形成する。次に、拡散工程で、前記拡散防止膜７が形成された半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面部に、半導体不純物を拡散させる。この後、電極形成工程で、前記半導体不純物が拡散された半導体ウエハ２の厚み方向両側の表面に電極４，５をそれぞれ形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウエハの厚み方向一方側の表面部にｐｎ接合が形成されて構成される光電変換素子を製造するための光電変換素子の製造方法に関する。

近年、太陽光をエネルギー源とした太陽電池システムは、本格的なクリーンエネルギー技術として期待され、その太陽電池システムに関する技術は急速に進歩している。

光電変換素子である太陽電池セルは、太陽電池システムの一部を構成する。この太陽電池セルは、もととなる半導体材料から、（ｉ）シリコン系と、（ii）化合物半導体系とに大別される。シリコン系については、結晶構造から、単結晶と、多結晶と、アモルファスとに分けられる。化合物半導体系については、ＧａＡｓ系と、その他のものとに分けられる。

ここで、第１の従来技術である太陽電池セルの製造方法を説明する。この製造方法によって製造される太陽電池セルは、多結晶シリコン系であり、かつｐｎ接合形である。

太陽電池セルを製造するにあたっては、まず、ｐ型半導体から成る半導体ウエハを準備し、この半導体ウエハの厚み方向一方側の表面に、リンなどのｎ型の半導体不純物（以下、単に「不純物」という）を含有する不純物膜を形成する。次に、不純物膜が形成された半導体ウエハを拡散炉で加熱し、これによって前記半導体ウエハの厚み方向一方側の表面部に、不純物を拡散させて、ｎ^＋層を形成して、ｐｎ接合を形成する。この後、不純物が拡散された半導体ウエハから不純物膜を除去し、不純物膜が除去された半導体ウエハの厚み方向両側の表面に電極をそれぞれ形成する。このようにして太陽電池セルを製造する。

このような太陽電池セルの製造方法では、不純物膜が形成された半導体ウエハを拡散炉で加熱するとき、拡散炉内で雰囲気中に拡散された不純物が、半導体ウエハの、不純物膜が形成されていない表面部にも、付着して拡散する。換言すれば、半導体ウエハの、不純物膜が形成されていない表面部にも、気相拡散によってｎ^＋層が形成される。この場合、半導体ウエハの厚み方向両側の表面にそれぞれ形成された各電極が、ｎ^＋層を介して電気的に短絡するので、太陽電池セルの電気的特性が大幅に低下してしまうという問題がある。

この問題を解決するための技術として、後述の第２〜第５の従来技術がある。これらの第２〜第５の従来技術は、前記第１の従来技術に類似するので、共通する点は説明を省略する。

第２の従来技術では、半導体ウエハの厚み方向一方側の表面部に不純物を拡散させた後、不純物が拡散された半導体ウエハの厚み方向他方側の表面部を研磨する。これによって、前記半導体ウエハの厚み方向他方側の表面部に形成されたｎ^＋層を除去する。この後、厚み方向他方側の表面部のｎ^＋層が除去された半導体ウエハの厚み方向両側の表面に電極をそれぞれ形成する。

このような第２の従来技術では、半導体ウエハの厚み方向他方側の表面部に形成されたｎ^＋層を除去するので、半導体ウエハの厚み方向両側の表面にそれぞれ形成された各電極が、ｎ^＋層を介して電気的に短絡してしまうという不具合を防ぐことができる。これによって、短絡による電気的特性の低下を防ぐことができる。

しかしながら第２の従来技術では、研磨の際に、半導体ウエハに対して比較的大きな外力を与えることになるので、半導体ウエハが割れたり、半導体ウエハに亀裂が生じたりして、半導体ウエハが破損する可能性が非常に高い。したがって半導体ウエハの破損によって歩留まりが低下してしまうという問題がある。

第３の従来技術では、半導体ウエハの厚み方向一方側の表面に不純物膜を形成する前に、半導体ウエハの厚み方向他方側の表面に、不純物の拡散を防止する拡散防止膜を形成する。詳細に述べると、まず、半導体ウエハをその厚み方向他方側の表面を上方にして水平に保持し、前記厚み方向他方側の表面に、拡散防止膜の材料を含有する拡散防止液を回転塗布して、拡散防止膜を形成する。次に、拡散防止膜が形成された半導体ウエハをその厚み方向一方側の表面を上方にして水平に保持し、前記厚み方向一方側の表面に、不純物を含有する不純物含有液を回転塗布して、不純物膜を形成する。

このような第３の従来技術では、半導体ウエハの厚み方向他方側の表面に形成される拡散防止膜によって、半導体ウエハの厚み方向他方側の表面部に不純物が拡散することを防止して、前記厚み方向他方側の表面部にｎ^＋層が形成されることを防止する。このように前記厚み方向他方側の表面部にｎ^＋層が形成されることが防止されるので、半導体ウエハの厚み方向両側の表面にそれぞれ形成された各電極が、ｎ^＋層を介して電気的に短絡してしまうという不具合を防ぐことができる。これによって、短絡による電気的特性の低下を防ぐことができる。

しかしながら第３の従来技術では、不純物を拡散させた後、電極を形成する前に、拡散防止膜を除去する必要がある。なぜなら、拡散防止膜が除去されずに残っていると、太陽電池セルの電気的特性を低下させることになるからである。また、拡散防止膜が除去されずに残っていると、たとえば前記厚み方向他方側の表面にアルミニウム（Ａｌ）電極を形成するときにＡｌ粒が発生するので、電極の密着性を悪くすることになるからである。このように拡散防止膜を除去する必要がある分だけ、工程数が増加して、生産性が低下してしまうという問題がある。

第４の従来技術は、特許文献１に開示されている。第４の従来技術では、半導体ウエハの厚み方向一方側の表面に不純物膜を形成する前に、半導体ウエハの厚み方向他方側の表面における所定の端部領域に拡散防止膜を形成する。拡散防止膜を形成するにあたっては、インクジェット方式を用いて、前記所定の端部領域に拡散防止液を供給する。

このような第４の従来技術では、拡散防止膜が形成されるのは、半導体ウエハの厚み方向他方側の表面における所定の端部領域であるので、拡散防止膜が太陽電池セルの電気的特性および電極の密着性に与える影響は小さい。したがって不純物を拡散させた後、電極を形成する前に、拡散防止膜を除去する必要がない。このように拡散防止膜を除去する必要がないので、前記第３の従来技術に比べて、生産性の低下を抑えることができる。

しかしながら第４の従来技術でも、太陽電池セルの電気的特性と電極の密着性とを考慮すると、できれば、半導体ウエハの厚み方向他方側の表面に形成された拡散防止膜が除去されることが望ましい。

第５の従来技術は、特許文献２に開示されている。第５の従来技術では、半導体インゴットの表面に全体にわたって酸化膜を形成し、酸化膜が形成された半導体インゴットをスライスして、半導体ウエハを生成する。この半導体ウエハの側面には、酸化膜が形成されており、この酸化膜が拡散防止膜となる。酸化膜は、化学気相成長法、ペイント法および熱酸化法のいずれか１つによって形成される。

このような第５の従来技術では、拡散防止膜が存在するのは、半導体ウエハの側面のみであるので、拡散防止膜は、太陽電池セルの電気的特性および電極の密着性に影響を与えない。したがって不純物を拡散させた後、電極を形成する前に、拡散防止膜を除去する必要がない。このように拡散防止膜を除去する必要がないので、前記第３の従来技術に比べて、生産性の低下を抑えることができる。

しかしながら第５の従来技術では、半導体インゴットをスライスして半導体ウエハを生成した後、不純物を拡散させる前に、半導体ウエハの表面を処理すると、拡散防止膜が不所望に除去されてしまう場合がある。半導体ウエハの表面処理としては、スライスによって表面部に生じた加工変質層の除去および変換効率向上のための微小な凹凸の形成などがある。拡散防止膜が不所望に除去された場合、第１の従来技術と同様の問題が生じる。

特開２００３−８６８１７号公報 特開平１−１８５９７７号公報

本発明の目的は、歩留まりの低下および生産性の低下を抑えたうえで、短絡による電気的特性の低下を防ぐことができる光電変換素子の製造方法を提供することである。

本発明は、半導体不純物の拡散を防止する拡散防止膜を、半導体ウエハの側面にのみ、その側面の全周にわたって形成する拡散防止膜形成工程と、
前記拡散防止膜が形成された半導体ウエハの厚み方向一方側の表面部に半導体不純物を拡散させる拡散工程と、
前記半導体不純物が拡散された半導体ウエハの厚み方向両側の表面に電極をそれぞれ形成する電極形成工程とを含むことを特徴とする光電変換素子の製造方法である。

また本発明は、前記拡散防止膜形成工程では、同一の形状を有しかつ同一の寸法を有する複数の半導体ウエハを、それらの側面が面一になるように重ねた状態で、拡散防止膜を形成することを特徴とする。

また本発明は、前記拡散防止膜形成工程では、拡散防止膜を形成するにあたって、拡散防止膜の材料を含有する拡散防止液を、各半導体ウエハの側面に供給して、供給された拡散防止液を乾燥させることを特徴とする。

また本発明は、前記拡散防止膜形成工程では、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に供給するにあたって、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に向けて噴射することを特徴とする。

また本発明は、前記拡散防止膜形成工程では、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に供給するにあたって、拡散防止液を保持する保持具を、この保持具に保持される拡散防止液を介して各半導体ウエハの側面に接触させることを特徴とする。

また本発明は、前記拡散防止膜形成工程では、前記複数の半導体ウエハが重ねられて構成される構成体における重ね方向両側の表面を全体にわたってカバー体によってそれぞれ覆った状態で、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に供給することを特徴とする。

また本発明は、半導体ウエハの厚み方向から見た形状が多角形であり、半導体ウエハの側面が複数の側面領域から成る場合、
前記拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの１つの側面領域を揃えて、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させることを、全ての側面領域に対して繰り返し実行することを特徴とする。

また本発明は、半導体ウエハの厚み方向から見た形状が多角形であり、半導体ウエハの側面が複数の側面領域から成る場合、
前記拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの２つの側面領域を揃えて、揃えられた各側面領域に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させることを、全ての側面領域に対して繰り返し実行することを特徴とする。

また本発明は、半導体ウエハの厚み方向から見た形状が円形である場合、
前記拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの側面の一部を揃えて、揃えられた側面の一部に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させることを、側面全体に対して繰り返し実行することを特徴とする。

また本発明は、前記拡散防止膜形成工程では、前記複数の半導体ウエハを加熱して、加熱された各半導体ウエハの側面に拡散防止液を供給することを特徴とする。

また本発明は、前記拡散防止液は、チタンテトライソプロポキシドとアルコールとカルボン酸との混合液であることを特徴とする。

また本発明は、前記拡散防止液は、チタンの酸化物、炭化物および窒化物、ならびにシリコンの酸化物、炭化物および窒化物の少なくともいずれか１つを含有する溶液であることを特徴とする。

本発明によれば、半導体ウエハの側面には、拡散防止膜形成工程で、全周にわたって拡散防止膜を形成する。この拡散防止膜は、拡散防止膜形成工程に続く拡散工程で、半導体ウエハの側面から内部への半導体不純物の拡散を防止する。このように半導体不純物の拡散が防止されるので、半導体ウエハの側面部には、不純物の拡散層が形成されない。したがって前記第１の従来技術のように、拡散工程に続く電極形成工程で半導体ウエハの厚み方向両側の表面にそれぞれ形成された各電極が、半導体不純物の拡散層を介して電気的に短絡してしまうという不具合を防ぐことができる。これによって、短絡による電気的特性の低下を防ぐことができる。

このような本発明では、前記第２の従来技術のように、拡散工程の後、電極形成工程の前に、半導体ウエハの厚み方向他方側の表面部を研磨する必要がない。このように研磨の必要がないので、研磨による半導体ウエハの破損が防がれ、半導体ウエハの破損による歩留まりの低下を抑えることができる。

また本発明では、拡散防止膜を形成するのは、半導体ウエハの側面のみであるので、拡散防止膜が残っていても、この拡散防止膜は、光電変換素子の電気的特性および電極の密着性に影響を与えない。したがって前記第３の従来技術のように、拡散工程の後、電極形成工程の前に、拡散防止膜を除去する必要がない。このように拡散防止膜を除去する必要がないので、工程数の増加による生産性の低下を抑えることができる。

また本発明によれば、拡散防止膜形成工程では、複数の半導体ウエハを重ねた状態で拡散防止膜を形成するので、複数の半導体ウエハに対して一括して拡散防止膜を形成することができる。このように一括して拡散防止膜を形成することによって、生産性を向上させることができる。

各半導体ウエハは、同一の形状を有しかつ同一の寸法を有する。このような各半導体ウエハを、それらの側面が面一になるように重ねた状態で、拡散防止膜を形成する。したがって半導体ウエハの側面にのみ、拡散防止膜を形成するということを、容易に達成することができる。

また本発明によれば、拡散防止膜形成工程では、拡散防止膜の材料を含有する拡散防止液を、各半導体ウエハの側面に供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる。このようにして拡散防止膜を形成するので、他の方法、たとえば化学気相成長法によって拡散防止膜を形成する場合に比べて、簡単な装置で容易に拡散防止膜を形成することができる。

また本発明によれば、拡散防止膜形成工程では、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に向けて噴射する。このようにして拡散防止液を供給するので、各半導体ウエハに大きな外力を与えることなく、拡散防止液を供給することができる。したがって半導体ウエハの破損が防がれ、半導体ウエハの破損による歩留まりの低下を抑えることができる。

また本発明によれば、拡散防止膜形成工程では、拡散防止液を保持する保持具を、この保持具に保持される拡散防止液を介して各半導体ウエハの側面に接触させる。このようにして拡散防止液を供給するので、噴射による供給が困難なほどに粘性が高い拡散防止液であっても供給することができる。

また本発明によれば、拡散防止膜形成工程では、複数の半導体ウエハが重ねられて構成される構成体における重ね方向両側の表面を全体にわたってカバー体によってそれぞれ覆う。この状態で、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に供給する。このようにして拡散防止液を供給するので、前記構成体における重ね方向両側の表面に拡散防止液が供給されてしまうという不具合を防ぐことができる。したがって前記構成体における重ね方向両側の各半導体ウエハに対しても、それらの側面にのみ、拡散防止膜を形成することができる。

また本発明によれば、半導体ウエハの厚み方向から見た形状が多角形である場合、拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの１つの側面領域を揃えて、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる。これを、全ての側面領域に対して繰り返し実行する。揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するので、半導体ウエハの寸法誤差に拘わらず、拡散防止液を均一に供給することができ、また側面以外にも拡散防止液が供給されてしまうという不具合を防ぐことができる。

また本発明によれば、半導体ウエハの厚み方向から見た形状が多角形である場合、拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの２つの側面領域を揃えて、揃えられた各側面領域に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる。これを、全ての側面領域に対して繰り返し実行する。揃えられた各側面領域に拡散防止液を供給するので、半導体ウエハの寸法誤差に拘わらず、拡散防止液を均一に供給することができ、また側面以外にも拡散防止液が供給されてしまうという不具合を防ぐことができる。さらに、一度に２つの側面領域を揃えて、拡散防止液の供給および乾燥を実行するので、繰り返し回数を少なくして、生産性を向上させることができる。

また本発明によれば、半導体ウエハの厚み方向から見た形状が円形である場合、拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの側面の一部を揃えて、揃えられた側面の一部に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる。これを、側面全体に対して繰り返し実行する。揃えられた側面の一部に拡散防止液を供給するので、半導体ウエハの寸法誤差に拘わらず、拡散防止液を均一に供給することができ、また側面以外にも拡散防止液が供給されてしまうという不具合を防ぐことができる。

また本発明によれば、拡散防止膜形成工程では、複数の半導体ウエハを加熱して、加熱された各半導体ウエハの側面に拡散防止液を供給する。このように加熱された各半導体ウエハの側面に拡散防止液を供給するので、隣接する半導体ウエハ間に毛細管現象によって侵入する拡散防止液の溶媒を瞬時に蒸発させ、これによって拡散防止液の主成分が前記半導体ウエハ間に侵入することを防ぐことができる。したがって半導体ウエハの側面以外にも拡散防止膜が形成されてしまうという不具合を防ぐことができる。

また本発明によれば、拡散防止液は、チタンテトライソプロポキシドとアルコールとカルボン酸との混合液であるので、この拡散防止液が乾燥して形成された拡散防止膜は、半導体ウエハの側面から内部への半導体不純物の拡散を良好に防止することができる。

また本発明によれば、拡散防止液は、チタンの酸化物、炭化物および窒化物、ならびにシリコンの酸化物、炭化物および窒化物の少なくともいずれか１つを含有する溶液あるので、この拡散防止液が乾燥して形成された拡散防止膜は、半導体ウエハの側面から内部への半導体不純物の拡散を良好に防止することができる。

図１は、本発明の実施の第１形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、光電変換素子の製造工程における各段階の生成物を簡略化して示す断面図である。図２は、光電変換素子の製造手順を説明するためのフローチャートである。

本実施の形態の製造方法によって製造される光電変換素子１は、半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面部にｐｎ接合３が形成され、ｐｎ接合３が形成された半導体ウエハ２の厚み方向両側の表面に電極４，５がそれぞれ形成されて、構成される。このような光電変換素子１は、太陽電池セルとして用いられる。

まず、半導体インゴットを準備して、光電変換素子１の製造作業を開始する。半導体インゴットは、ｐ型半導体から成り、詳しくはｐ型の多結晶シリコンから成る。

光電変換素子１の製造作業を開始すると、切断工程であるステップａ１で、切断装置によって、半導体インゴットを切断して半導体ウエハ２を生成する。詳しくは、半導体インゴットを切断して半導体ブロックを生成し、さらに半導体ブロックを切断して半導体ウエハ２を生成する。半導体ブロックの切断には、切断装置としてワイヤソーが用いられる。

半導体ウエハ２の厚み寸法は、たとえば２００〜３００μｍに選ばれる。半導体ウエハ２の厚み方向から見た形状は、略正方形状であり、詳しくは正方形において各角隅部を欠いた形状である。本実施の形態では、説明の便宜上、各角隅部の欠けを無視して、半導体ウエハ２の厚み方向から見た形状を正方形とみなして説明する。半導体ウエハ２の寸法は、たとえば１５５ｍｍ×１５５ｍｍである。

半導体インゴットが切断されて生成された半導体ウエハ２の表面部には、図１（１）に示すように、加工変質層６が存在する。加工変質層６とは、切断による機械的衝撃によって結晶組織が破壊されてひずみが生じている部分をいう。この加工変質層６は、除去する必要がある。

半導体インゴットを切断して半導体ウエハ２を生成した後、加工変質層除去工程であるステップａ２で、浸漬によるエッチング処理によって、図１（２）に示すように、半導体インゴットが切断されて生成された半導体ウエハ２の加工変質層６を除去する。エッチング処理では、エッチャントとして、アルカリ系の水溶液である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液が用いられる。

加工変質層６を除去した後、拡散防止膜形成工程であるステップａ３で、図１（３）に示すように、半導体不純物（以下、単に「不純物」という）の拡散を防止する拡散防止膜７を、加工変質層６が除去された半導体ウエハ２の側面にのみ、かつその側面の全周にわたって形成する。本実施の形態では、拡散防止膜７を、前記半導体ウエハ２の側面に全体にわたって形成する。半導体ウエハ２の側面とは、半導体ウエハ２の表面全体のうち、半導体ウエハ２の厚み方向両側の表面を除く残余の表面をいう。

拡散防止膜７を形成するにあたっては、拡散防止膜７の材料を含有する拡散防止液を、半導体ウエハ２の側面に供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる（後述の図３〜図６参照）。拡散防止液は、チタンを含有する溶液であり、具体的には、チタンテトライソプロポキシド（ＴＰＴ）とアルコールとカルボン酸との混合液である。拡散防止液のチタン含有量は、たとえば１〜３ｍｏｌ／ｌに選ばれる。

拡散防止膜７を形成した後、拡散工程における第１段階であるステップａ４で、図１（４）に示すように、拡散防止膜７が形成された半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面に、不純物の供給源となる不純物膜８を形成する。不純物膜８を形成するにあたっては、不純物を含有する不純物含有液を、半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面に供給して、供給された不純物含有液を乾燥させる。不純物は、ｎ型の不純物であり、具体的にはリン、アンチモンおよび砒素から選ばれる。不純物含有液としては、たとえば五酸化二リンが使用される。

半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面には、回転塗布によって、不純物含有液を供給する。この回転塗布は、半導体ウエハ２を１枚ずつ処理する枚葉処理である。詳細に述べると、半導体ウエハ２をその厚み方向一方側の表面を上方にして水平に保持し、前記厚み方向一方側の表面における重心付近に、適量の不純物含有液を滴下し、半導体ウエハ２をその重心付近を通る鉛直な軸線まわりに回転させる。このようにして、半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面に全体にわたって、不純物含有液を塗布して供給する。

不純物膜８を形成した後、拡散工程における第２段階であるステップａ５で、不純物膜８が形成された半導体ウエハ２を拡散炉に収容して加熱し、これによって前記半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面部に、不純物を熱拡散させる。前記半導体ウエハ２は、カセットに収納された状態で、拡散炉に収容される。カセットには、前記半導体ウエハ２が複数、隣接して配置される。拡散炉内の温度は、たとえば８００〜９００℃に選ばれる。このようにして、図１（５）に示すように、不純物膜８が形成された半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面部に、不純物の拡散層であるｎ^＋層９を形成して、ｐｎ接合３を形成する。

不純物を拡散させた後、不純物膜除去工程であるステップａ６で、浸漬によるエッチング処理によって、図１（６）に示すように、不純物が拡散された半導体ウエハ２の不純物膜８を除去する。エッチング処理では、フッ化水素（ＨＦ）を１％以上含有する水溶液が用いられる。このエッチング処理における除去対象は、不純物膜８であり、拡散防止膜７ではない。拡散防止膜７は、この後の工程においても除去されない。

不純物膜８を除去した後、電極形成工程であるステップａ７で、半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面に窒化シリコン（ＳｉＮ）から成る反射防止膜を形成するとともに、図１（７）に示すように、半導体ウエハ２の厚み方向両側の表面に電極４，５をそれぞれ形成する。このように電極４，５を形成して、光電変換素子１の製造作業を終了する。

図３は、重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂを揃えた状態を示す平面図である。図４は、図３の右方から見た側面図である。本実施の形態では、半導体ウエハ２の厚み方向から見た形状は正方形であるので、半導体ウエハ２の側面は、４つの側面領域１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから成る。

拡散防止膜形成工程では、まず、加工変質層６が除去された半導体ウエハ２を複数、重ねる。各半導体ウエハ２は、同一の形状を有しかつ同一の寸法を有する。このような各半導体ウエハ２を、それらの側面が面一になるように重ねる。重ねる枚数は、特に限定されるものではないが、より多くの半導体ウエハ２を重ねることによって、生産性の向上を図ることができる。

各半導体ウエハ２を重ねるには、多軸ロボットが用いられる。多軸ロボットの先端部には、真空吸着パッドが装着される。真空吸着パッドは、半導体ウエハ２を真空吸着して保持する。多軸ロボットは、載置台１２における載置面１２ａの所定位置に、半導体ウエハ２を１つずつ積み重ねる。このとき、多軸ロボットは、各半導体ウエハ２を、それらの側面が面一になるように重ねる。

重ねられた各半導体ウエハ２の側面領域が不揃いな状態では、各半導体ウエハ２の側面領域に均一に、拡散防止液を供給することができない。また各半導体ウエハ２の側面以外にも、換言すれば各半導体ウエハ２の厚み方向両側の表面にも、拡散防止液が供給されてしまう。半導体ウエハ２の外形寸法（厚み寸法は除く）の寸法精度は、１辺当たり±０．５ｍｍ程度とされている。このような各半導体ウエハ２の各側面領域１１ａ〜１１ｄを同時に揃えることは不可能であり、最大で１ｍｍの凹凸が発生する。

この点を考慮して、各半導体ウエハ２を重ねた後、重ねられた各半導体ウエハ２の２つの側面領域を揃える。２つの側面領域は、隣り合っている。たとえば、図３および図４に示すように、重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂを揃える。

重ねられた各半導体ウエハ２の周囲には、４つの治具１３ａ〜１３ｄが設けられる。各治具１３ａ〜１３ｄは、重ねられた各半導体ウエハ２の各側面領域１１ａ〜１１ｄの延在方向中央部に、わずかな間隙をあけて、それぞれ対向する。各治具１３ａ〜１３ｄは、重ねられた各半導体ウエハ２に対して垂直に立設する円柱状の部材によって実現される。各治具１３ａ〜１３ｄは、前記円柱状の部材に限らず、重ねられた各半導体ウエハ２に対して垂直に立設する平板状の部材によって実現されてもよい。各治具１３ａ〜１３ｄの形状は、特に限定されない。

重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂを揃えるには、各治具１３ａ〜１３ｄのうち、重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに対向する第１および第２治具１３ａ，１３ｂが用いられる。重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂを、第１および第２治具１３ａ，１３ｂにそれぞれ押し付けることによって、重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂを凹凸なく、揃えることができる。

このとき本実施の形態では、各半導体ウエハ２の、第３側面領域１１ｃと第４側面領域１１ｄとが連なる角隅部を、所定の押圧方向１４に押圧してもよく、あるいは第１および第２治具１３ａ，１３ｂを、前記所定の押圧方向１４とは反対方向に押圧してもよい。前記所定の押圧方向１４は、第３側面領域１１ｃと第４側面領域１１ｄとが連なる角隅部から、第１側面領域１１ａと第２側面領域１１ｂとが連なる角隅部に向かう方向である。また重ねられた各半導体ウエハ２および各治具１３ａ〜１３ｄを傾斜させて、重力によって、重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂを、第１および第２治具１３ａ，１３ｂにそれぞれ押し付けてもよい。この場合、各半導体ウエハ２を、第１および第２治具１３ａ，１３ｂに対して容易に押し付けることができる。

図５は、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止液を供給している状態を示す平面図である。図６は、図５の右方から見た側面図である。拡散防止膜形成工程では、前述のようして、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる。これによって、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止膜７を形成する。

揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するにあたっては、スプレーガン２１が用いられる。スプレーガン２１は、拡散防止液を、揃えられた側面領域に向けて噴射する。スプレーガン２１の噴射口から噴射された拡散防止液は拡がるので、一度に、比較的広範囲にわたって拡散防止液を供給することができる。

スプレーガン２１から拡散防止液を噴射するとき、スプレーガン２１は、揃えられた側面領域に沿うように走査される。たとえば、スプレーガン２１は、交差する２方向に走査される。具体的には、スプレーガン２１は、揃えられた側面領域の延在方向２４に走査されるとともに、各半導体ウエハ２の厚み方向２５に走査される。このようにスプレーガン２１が走査されるので、揃えられた側面領域に全体にわたって、拡散防止液を供給することができる。

本実施の形態では、スプレーガン２１が２つ、用いられる。一方のスプレーガン２１は、揃えられた２つの側面領域のうち、一方の側面領域（図５では第１側面領域１１ａ）に対向し、この一方の側面領域に拡散防止液を供給する。他方のスプレーガン２１は、揃えられた２つの側面領域のうち、他方の側面領域（図５では第２側面領域１１ｂ）に対向し、この他方の側面領域に拡散防止液を供給する。このような２つのスプレーガン２１が用いられるので、揃えられた２つの側面領域に拡散防止液を同時に供給することができ、これによって拡散防止液の供給に要する時間を短縮することができる。

本実施の形態を変更した一例では、スプレーガン２１が１つだけ、用いられる。この場合、まず、スプレーガン２１を、前記一方の側面領域に対向させ、この状態で、前記一方の側面領域に拡散防止液を供給する。次に、スプレーガン２１を、前記他方の側面領域に対向させ、この状態で、前記他方の側面領域に拡散防止液を供給する。

本実施の形態の変形した他の例では、複数のスプレーガン２１が並ぶように設けられ、これらの各スプレーガン２１が、揃えられた１つの側面領域に向けて、拡散防止液を同時に噴射する。この場合、拡散防止液の供給に要する時間を短縮することができる。

このようにスプレーガン２１の員数は、特に限定されない。またスプレーガン２１の形状も特に限定されない。さらにスプレーガン２１の走査方法も特に限定されない。拡散防止液の噴射に必要な圧力およびスプレーガン２１の噴射口径に関しては、拡散防止液の種類に応じて選ばれ、詳しくは拡散防止液の粘度に応じて選ばれる。

前述のようにして、重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂを揃えて、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止膜７を形成した後、重ねられた各半導体ウエハ２の第３および第４側面領域１１ｃ，１１ｄについても、同様にして、拡散防止膜７を形成する。このようにして拡散防止膜７を、各半導体ウエハ２の側面にのみ、かつそれらの側面の全周にわたって形成する。

この後、拡散防止膜７が形成された半導体ウエハ２を１枚ずつ、回転塗布装置へ移載する。半導体ウエハ２の移載には、前述のような多軸ロボットが用いられる。多軸ロボットは、半導体ウエハ２を１つずつ保持し、保持した半導体ウエハ２を、この半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面を上方にして、スピン台に設置する。この後、不純物膜形成工程に移行する。

本実施の形態では、拡散防止液を各半導体ウエハ２の側面に供給するときには、複数の半導体ウエハ２が重ねられて構成される構成体における重ね方向両側の表面を全体にわたってカバー体１２，２９によってそれぞれ覆う。前記構成体の重ね方向一方側の表面である下方に臨む表面を覆うカバー体１２は、前記載置台１２によって実現される。前記構成体の重ね方向他方側の表面である上方に臨む表面を覆うカバー体２９は別途、前記構成体の上方に臨む表面に重ねて設けられる。このようにして拡散防止液を供給するので、前記構成体における重ね方向両側の表面に拡散防止液が供給されてしまうという不具合を防ぐことができる。したがって前記構成体における重ね方向両側の各半導体ウエハ２に対しても、それらの側面にのみ、拡散防止膜７を形成することができる。

また本実施の形態では、拡散防止液の粘度および表面張力にもよるが、隣接する半導体ウエハ２間に毛細管現象によって拡散防止液が侵入する可能性がある。この点を考慮して、複数の半導体ウエハ２をたとえば焼成炉内で加熱して、加熱された各半導体ウエハ２の側面に拡散防止液を供給する。各半導体ウエハ２は、重ねる前に加熱してもよく、あるいは重ねた後に加熱してもよい。加熱された各半導体ウエハ２の側面に拡散防止液を供給するので、隣接する半導体ウエハ２間に毛細管現象によって侵入する拡散防止液の溶媒を瞬時に蒸発させ、これによって拡散防止液の主成分が前記半導体ウエハ２間に侵入することを防ぐことができる。したがって半導体ウエハ２の側面以外にも、換言すれば半導体ウエハ２の厚み方向両側の表面にも、拡散防止膜７が形成されてしまうという不具合を防ぐことができる。

図７は、不純物膜８が形成された半導体ウエハ２の断面図であり、同図は前記半導体ウエハ２が拡散炉内で加熱されているときの状態を示す。図８は、不純物膜８が除去された半導体ウエハ２の断面図である。

半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面２ａには、回転塗布によって不純物含有液が供給されて、不純物膜８が形成される。回転塗布では、半導体ウエハ２の厚み方向他方側の表面２ｂに、微量の不純物含有液が回り込む。このように不純物含有液が回り込むことによって、半導体ウエハ２の厚み方向他方側の表面２ｂには、不純物膜８が部分的に形成される。この場合、半導体ウエハ２の厚み方向他方側の表面部でも、ｎ^＋層９が部分的に形成されてしまう。

また不純物膜８が形成された半導体ウエハ２は、拡散炉内で加熱される。このとき半導体ウエハ２は、カセットに収納された状態で、拡散炉に収容される。カセットには、半導体ウエハ２が複数、隣接して配置される。このように複数の半導体ウエハ２が隣接しているので、半導体ウエハ２の近傍は、不純物を含有する雰囲気となる。この場合、半導体ウエハ２の厚み方向他方側の表面部でも、気相拡散によって、ｎ^＋層９が形成されてしまう。

半導体ウエハ２の側面２ｃには、拡散防止膜７が形成される。拡散防止膜７は、半導体ウエハ２の側面２ｃに不純物膜７が形成されることを防止し、これによって不純物膜８から、半導体ウエハ２の側面部への不純物の拡散を防止する。また拡散防止膜７は、気相拡散による、半導体ウエハ２の側面部への不純物の拡散を防止する。このように拡散防止膜７が半導体ウエハ２の側面部への不純物の拡散を防止するので、半導体ウエハ２の側面部には、ｎ^＋層９が形成されない。

拡散防止膜７の厚み寸法は、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下に選ばれる。拡散防止膜７の厚み寸法が５００ｎｍ未満の場合、不純物の拡散を充分に防止することができない。拡散防止膜７の厚み寸法が１０００ｎｍを超える場合、拡散防止液の乾燥に要する時間が長くなり、場合によっては、乾燥炉などを用いた乾燥工程を追加する必要がある。拡散防止膜７の厚み寸法が５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下に選ばれることによって、不純物の拡散を確実に防止し、かつ拡散防止液の乾燥に要する時間を短縮することができる。拡散防止膜７の厚み寸法は、拡散防止液の組成によっても異なる。

以上のような本実施の形態によれば、半導体ウエハ２の側面には、拡散防止膜形成工程で、全周にわたって拡散防止膜７を形成する。この拡散防止膜７は、拡散防止膜形成工程に続く拡散工程で、半導体ウエハ２の側面から内部への不純物の拡散を防止する。このように不純物の拡散が防止されるので、半導体ウエハ２の側面部には、ｎ^＋層９が形成されない。したがって前記第１の従来技術のように、拡散工程に続く電極形成工程で半導体ウエハ２の厚み方向両側の表面にそれぞれ形成された各電極４，５が、ｎ^＋層を介して電気的に短絡してしまうという不具合を防ぐことができる。これによって、短絡による電気的特性の低下を防ぐことができる。

このような本実施の形態では、前記第２の従来技術のように、拡散工程の後、電極形成工程の前に、半導体ウエハ２の厚み方向他方側の表面部を研磨する必要がない。このように研磨の必要がないので、研磨による半導体ウエハ２の破損が防がれ、半導体ウエハ２の破損による歩留まりの低下を抑えることができる。

また本実施の形態では、拡散防止膜７を形成するのは、半導体ウエハ２の側面のみであるので、拡散防止膜７が残っていても、この拡散防止膜７は、光電変換素子１の電気的特性および電極４，５の密着性に影響を与えない。したがって前記第３の従来技術のように、拡散工程の後、電極形成工程の前に、拡散防止膜７を除去する必要がない。このように拡散防止膜７を除去する必要がないので、工程数の増加による生産性の低下を抑えることができる。

拡散防止膜７は、除去しにくい。このような拡散防止膜７の除去には、高濃度のフッ化水素が必要である。高濃度のフッ化水素を用いる場合は、薬液コストが高くなる。また拡散防止膜７の除去には、時間がかかる。本実施の形態では、前述のように拡散防止膜７を除去する必要がないので、薬液コストの増大を防ぐとともに、生産性の低下を抑えることができる。

拡散防止膜７は、加工変質層６を除去した後、不純物膜８を形成する前に、形成される。このように加工変質層６を除去した後に拡散防止膜７が形成されるので、前記第５の従来技術のように、拡散防止膜７が不所望に除去されてしまうという不具合がない。

半導体ウエハ２の側面には、拡散防止膜７が形成されるので、この拡散防止膜７によって、半導体ウエハ２の側面に微細キズが生じることを防ぐことができる。このように半導体ウエハ２の側面に微細キズが生じることが防がれるので、この微細キズに起因する半導体ウエハ２の割れが防がれ、半導体ウエハ２の割れによる歩留まりの低下を抑えることができる。

また本実施の形態によれば、拡散防止膜形成工程では、複数の半導体ウエハ２を重ねた状態で拡散防止膜７を形成するので、複数の半導体ウエハ２に対して一括して拡散防止膜７を形成することができる。このように一括して拡散防止膜７を形成することによって、生産性を向上させることができる。

各半導体ウエハ２は、同一の形状を有しかつ同一の寸法を有する。このような各半導体ウエハ２を、それらの側面が面一になるように重ねた状態で、拡散防止膜７を形成する。したがって半導体ウエハ２の側面にのみ、拡散防止膜７を形成するということを、容易に達成することができる。

また本実施の形態によれば、拡散防止膜形成工程では、拡散防止液を、各半導体ウエハ２の側面に供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる。このようにして拡散防止膜７を形成するので、他の方法、たとえば化学気相成長法によって拡散防止膜７を形成する場合に比べて、簡単な装置で容易に拡散防止膜７を形成することができる。

また本実施の形態によれば、拡散防止膜形成工程では、拡散防止液を各半導体ウエハ２の側面に向けて噴射する。このようにして拡散防止液を供給するので、各半導体ウエハ２に大きな外力を与えることなく、拡散防止液を供給することができる。したがって半導体ウエハ２の破損が防がれ、半導体ウエハ２の破損による歩留まりの低下を抑えることができる。

また本実施の形態によれば、拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハ２の２つの側面領域を揃えて、揃えられた各側面領域に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる。これを、全ての側面領域１１ａ〜１１ｄに対して繰り返し実行する。揃えられた各側面領域に拡散防止液を供給するので、半導体ウエハ２の寸法誤差に拘わらず、拡散防止液を均一に供給することができ、また側面以外にも拡散防止液が供給されてしまうという不具合を防ぐことができる。さらに、一度に２つの側面領域を揃えて、拡散防止液の供給および乾燥を実行するので、繰り返し回数を少なくして、生産性を向上させることができる。

また本実施の形態によれば、拡散防止液は、チタンテトライソプロポキシドとアルコールとカルボン酸との混合液であるので、この拡散防止液が乾燥して形成された拡散防止膜７は、半導体ウエハ２の側面から内部への不純物の拡散を良好に防止することができる。
後述の各形態は、前述の第１形態に類似するので、共通する点は説明を省略する。

図９は、本発明の実施の第２形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、重ねられた各半導体ウエハ２の１つの側面領域を揃えた状態を示す平面図である。本実施の形態では、拡散防止膜形成工程において、各半導体ウエハ２を重ねた後、重ねられた各半導体ウエハ２の１つの側面領域を揃え、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させる。これによって、揃えられた側面領域に拡散防止膜７を形成する。これを、全ての側面領域１１ａ，１１ｂに対して繰り返し実行する。

重ねられた各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａを揃えるには、各治具１３ａ〜１３ｄのうち、重ねられた各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａに対向する第１治具１３ａが用いられる。重ねられた各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａを、第１治具１３ａに押し付けることによって、重ねられた各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａを凹凸なく、揃えることができる。

このとき本実施の形態では、各半導体ウエハ２の第３側面領域１１ｃの延在方向中央部を、所定の押圧方向３０に押圧してもよく、あるいは第１治具１３ａを、前記所定の押圧方向３０とは反対方向に押圧してもよい。前記所定の押圧方向３０は、第１側面領域１１ａに対向する第３側面領域１１ｃから、第１側面領域１１ａに向かう方向である。また重ねられた各半導体ウエハ２および各治具１３ａ〜１３ｄを傾斜させて、重力によって、重ねられた各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａを、第１治具１３ａに押し付けてもよい。この場合、各半導体ウエハ２を、第１治具１３ａに対して容易に押し付けることができる。

このような本実施の形態によれば、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するので、半導体ウエハ２の寸法誤差に拘わらず、拡散防止液を均一に供給することができ、また側面以外にも拡散防止液が供給されてしまうという不具合を防ぐことができる。

図１０は、本発明の実施の第３形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止液を供給している状態を示す平面図である。図１１は、図１０の右方から見た側面図である。本実施の形態では、拡散防止膜形成工程において、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するにあたっては、スプレーユニット３１が用いられる。

スプレーユニット３１は、揃えられた側面領域の延在方向の両端間にわたって延びる。スプレーユニット３１には、複数の噴射口が形成され、これらの各噴射口は、揃えられた側面領域の延在方向に隣接して並ぶ。スプレーユニット３１は、揃えられた側面領域に向けて、各噴射口から拡散防止液を噴射する。

スプレーユニット３１から拡散防止液を噴射するとき、スプレーユニット３１は、揃えられた側面領域に沿うように走査される。具体的には、スプレーユニット３１は、各半導体ウエハ２の厚み方向２５に走査される。このようにスプレーユニット３１が走査されるので、揃えられた側面領域に全体にわたって均一に、拡散防止液を供給することができ、塗布斑の発生を防止することができる。またスプレーユニット３１の走査方向が１方向であるので、２方向である場合に比べて、拡散防止液の供給に要する時間を短縮することができる。

本実施の形態では、スプレーユニット３１が２つ、用いられる。一方のスプレーユニット３１は、揃えられた２つの側面領域のうち、一方の側面領域（図１１では第１側面領域１１ａ）に対向し、この一方の側面領域に拡散防止液を供給する。他方のスプレーユニット３１は、揃えられた２つの側面領域のうち、他方の側面領域（図１１では第２側面領域１１ｂ）に対向し、この他方の側面領域に拡散防止液を供給する。このような２つのスプレーユニット３１が用いられるので、揃えられた２つの側面領域に拡散防止液を同時に供給することができ、これによって拡散防止液の供給に要する時間をさらに短縮することができる。

図１２は、本発明の実施の第４形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、重ねられた各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。本実施の形態では、拡散防止膜形成工程において、重ねられた各半導体ウエハ２の側面に拡散防止液を供給するにあたっては、複数のローラ４１が用いられる。

各ローラ４１は、水平な整列方向４２に並ぶように設けられる。各ローラ４１の軸線Ｌ１は、前記整列方向４２に垂直であり、かつ水平である。各ローラ４１の下方には、拡散防止液を貯留する貯留槽４３が設けられる。各ローラ４１の周面部は、それらの周方向の一部が、貯留槽４３に貯留された拡散防止液に浸漬する。各ローラ４１の、拡散防止液に浸漬した部分の表面には、拡散防止液が付着する。

各ローラ４１は、回転駆動源によって軸線Ｌ１まわりに回転駆動される。回転駆動源によって各ローラ４１が軸線Ｌ１まわりに回転駆動されることによって、各ローラ４１の、拡散防止液に浸漬する部分が移動する。このように各ローラ４１の、拡散防止液に浸漬する部分が移動することによって、各ローラ４１の周面に全周にわたって拡散防止液が付着する。各ローラ４１は、拡散防止液を保持する保持具となる。

重ねられた各半導体ウエハ２の側面に拡散防止液を供給するにあたっては、まず、重ねられた各半導体ウエハ２を、それらの第１側面領域１１ａを下方にして、各ローラ４１に載せる。各半導体ウエハ２の厚み方向は、各ローラ４１の軸線方向に平行とする。次に、回転駆動源によって各ローラ４１を軸線まわりに同一方向４４に回転駆動させることによって、各半導体ウエハ２を前記整列方向４２に移動させる。このとき、各ローラ４１の周面には、拡散防止液が付着しているので、各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａと各ローラ４１との間には、拡散防止液が介在する。この拡散防止液の一部が、各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａに付着する。このようにして各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給する。この後、残りの第２〜第４側面領域１１ｂ〜１１ｄにも、同様にして、拡散防止液を供給する。

このような本実施の形態によれば、各ローラ４１に付着した拡散防止液の一部を各半導体ウエハ２の側面に付着させる。このようにして各半導体ウエハ２の側面に拡散防止液を供給するので、噴射による供給が困難なほどに粘性が高い拡散防止液であっても、半導体ウエハ２の側面に供給することができる。

図１３は、本発明の実施の第５形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。本実施の形態では、拡散防止膜形成工程において、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するにあたっては、ローラ５１が用いられる。ローラ５１の周面には、拡散防止液が予め付着される。ローラ５１は、拡散防止液を保持する保持具となる。

揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するにあたっては、ローラ５１の軸線Ｌ２を、各半導体ウエハ２の厚み方向に平行とする。またローラ５１の周面を、このローラ５１の周面に付着する拡散防止液を介して、揃えられた側面領域に接触させる。この状態で、ローラ５１を、軸線Ｌ２まわりに回転駆動させながら、揃えられた側面領域の延在方向５２に走査させる。ローラ５１の回転方向および走査方向は、特に限定されない。

ローラ５１を、軸線Ｌ２まわりに回転駆動させながら、揃えられた側面領域の延在方向５２に走査させるとき、ローラ５１の周面に付着する拡散防止液の一部が、揃えられた側面領域に付着する。このようにして、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するので、噴射による供給が困難なほどに粘性が高い拡散防止液であっても、半導体ウエハ２の側面に供給することができる。

本実施の形態では、ローラ５１が２つ、用いられる。一方のローラ５１は、揃えられた２つの側面領域のうち、一方の側面領域（図１３では第１側面領域１１ａ）に対向し、この一方の側面領域に拡散防止液を供給する。他方のローラ５１は、揃えられた２つの側面領域のうち、他方の側面領域（図１３では第２側面領域１１ｂ）に対向し、この他方の側面領域に拡散防止液を供給する。このような２つのローラ５１が用いられるので、揃えられた２つの側面領域に拡散防止液を同時に供給することができ、これによって拡散防止液の供給に要する時間を短縮することができる。

図１４は、本発明の実施の第６形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂのうち第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。本実施の形態では、拡散防止膜形成工程において、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するにあたっては、拡散防止液を保持する保持具５６が用いられる。

保持具５６は、拡散防止液が付着されるべき付着面５７を有する。保持具５６の付着面５７は、揃えられた側面領域を全体にわたって覆うことができるように形成される。保持具５６の付着面５７には、拡散防止液が予め付着される。

本実施の形態では、保持具５６は、その付着面５７が、拡散防止液を介して、揃えられた側面領域に接触した接触状態と、その付着面５７が、揃えられた側面領域から離れて、水平になった離反状態とにわたって、角変位される。保持具５６が離反状態のときに、保持具５６の付着面５７に拡散防止液を付着させる。保持具５６が接触状態になると、保持具５６の付着面５７に付着している拡散防止液の一部が、揃えられた側面領域に付着する。このようにして、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するので、噴射による供給が困難なほどに粘性が高い拡散防止液であっても、半導体ウエハ２の側面に供給することができる。

図１５は、本発明の実施の第７形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂのうち第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。本実施の形態では、拡散防止膜形成工程において、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するにあたっては、前述の第６形態と同様の保持具５６が用いられる。

本実施の形態では、保持具５６は、その付着面５７が、拡散防止液を介して、揃えられた側面領域に接触した接触状態と、その付着面５７が、揃えられた側面領域から離れた離反状態とにわたって、平行移動される。保持具５６が離反状態のときに、保持具５６の付着面５７に拡散防止液を付着させる。保持具５６が接触状態になると、保持具５６の付着面５７に付着している拡散防止液の一部が、揃えられた側面領域に付着する。このようにして、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するので、噴射による供給が困難なほどに粘性が高い拡散防止液であっても、半導体ウエハ２の側面に供給することができる。

図１６は、本発明の実施の第８形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。本実施の形態では、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するにあたっては、ディスペンサおよびインクジェットなどの液滴吐出装置と、ローラ６２とが用いられる。

液滴吐出装置は、吐出位置精度および吐出量精度は非常に高いが、描画する線幅は細い。このように描画する線幅が細いので、液滴吐出装置だけで、揃えられた側面領域に全体にわたって拡散防止液を供給するには、時間がかかる。この点を考慮して、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給するにあたっては、まず、液滴吐出装置によって、揃えられた側面領域の一部に拡散防止液を供給する。具体的には、各半導体ウエハ２の厚み方向に延びる線を、揃えられた側面領域の延在方向に予め定めるピッチで描画するように、拡散防止液６１を供給する。

この後、供給された拡散防止液６１を、ローラ６２によって、揃えられた側面領域に均一に拡げる。ローラ６２の軸線Ｌ３は、各半導体ウエハ２の厚み方向に平行とする。またローラ６２の周面は、供給された拡散防止液６１を介して、揃えられた側面領域に接触させる。この状態で、ローラ６２を、軸線Ｌ３まわりに回転駆動させながら、揃えられた側面領域の延在方向６３に走査させる。ローラ６２の回転方向６４は、ローラ６２の、揃えられた側面領域に接触する部分の回転による移動方向が、ローラ６２の走査方向と反対方向になるように選ばれる。

前述の実施の各形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において変更することができる。たとえば、半導体ウエハ２の材料に関しては、特に限定はなく、ｐ型半導体であればよい。半導体ウエハ２の材料として、シリコン材料は、コスト面から見て有利であるが、これに限定されない。また結晶構造についても、特に限定されず、単結晶、多結晶およびアモルファスのいずれであってもよい。また半導体ウエハ２は、半導体インゴットを切断して生成されるとは限らない。

また半導体ウエハ２の厚み寸法は、２００〜３００μｍに限定されない。近年のシリコン材料の不足による価格高騰あるいは供給不足を考慮すると、半導体ウエハ２をできるだけ薄くすることが望まれるが、あまりに薄くすると、半導体ウエハ２が割れやすくなり、歩留まりを低下させる要因になり、好ましくない。これらの点を考慮して、半導体ウエハ２の厚み寸法を選べばよい。

さらに半導体ウエハ２の厚み方向から見た形状は、正方形に限らず、他の四角形であってもよい。また半導体ウエハ２の厚み方向から見た形状は、四角形以外の多角形、たとえば三角形であってもよく、あるいは円形であってもよい。

さらに加工変質層除去工程では、エッチャントとしてフッ硝酸を用いて、低温エッチング処理によって、半導体インゴットが切断されて生成された半導体ウエハ２の加工変質層６を除去してもよい。この場合、半導体ウエハ２の表面部に、微細な凹凸であるテクスチャ構造を形成することができる。半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面部に形成されたテクスチャ構造は、前記厚み方向一方側の表面での光の反射を防止するので、変換効率の向上を図ることができる。

前記第５の従来技術では、半導体インゴットの表面に全体にわたって酸化膜を形成し、酸化膜が形成された半導体インゴットをスライスして、半導体ウエハを生成する。この半導体ウエハの側面には、酸化膜が形成されており、この酸化膜が拡散防止膜となる。このような第５の従来技術では、エッチャントとしてフッ硝酸を用いて加工変質層６を除去する場合、拡散防止膜が確実に除去されてしまう。これに対して、本実施の形態では、加工変質層６を除去した後に拡散防止膜７が形成されるので、拡散防止膜７が不所望に除去されてしまうという不具合がない。

さらに拡散防止液は、チタンの酸化物、炭化物および窒化物、ならびにシリコンの酸化物、炭化物および窒化物の少なくともいずれか１つを含有する溶液であってもよい。具体的には、拡散防止液は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を含有する溶液であってもよく、あるいは窒化シリコン（ＳｉＮ）を含有する溶液であってもよい。また拡散防止液は、酸化チタンを含有する溶液であってもよい。この場合、拡散防止液が乾燥して形成された拡散防止膜７は、半導体ウエハ２の側面から内部への不純物の拡散を良好に防止することができる。

さらに拡散工程では、半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面に不純物膜８を形成することなく、気相拡散のみによって、半導体ウエハ２の厚み方向一方側の表面に不純物を拡散させてもよい。

本発明の実施の第１形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、光電変換素子の製造工程における各段階の生成物を簡略化して示す断面図である。 光電変換素子の製造手順を説明するためのフローチャートである。 重ねられた各半導体ウエハ２の第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂを揃えた状態を示す平面図である。 図３の右方から見た側面図である。 揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止液を供給している状態を示す平面図である。 図５の右方から見た側面図である。 不純物膜８が形成された半導体ウエハ２の断面図である。 不純物膜８が除去された半導体ウエハ２の断面図である。 本発明の実施の第２形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、重ねられた各半導体ウエハ２の１つの側面領域を揃えた状態を示す平面図である。 本発明の実施の第３形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止液を供給している状態を示す平面図である。 図１０の右方から見た側面図である。 本発明の実施の第４形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、重ねられた各半導体ウエハ２の第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。 本発明の実施の第５形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。 本発明の実施の第６形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂのうち第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。 本発明の実施の第７形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１および第２側面領域１１ａ，１１ｂのうち第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。 本発明の実施の第８形態である光電変換素子の製造方法を説明するために、揃えられた第１側面領域１１ａに拡散防止液を供給している状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 光電変換素子
２ 半導体ウエハ
３ ｐｎ接合
４，５ 電極
６ 加工変質層
７ 拡散防止膜
８ 不純物膜
９ ｎ^＋層

Claims (12)

1. 半導体不純物の拡散を防止する拡散防止膜を、半導体ウエハの側面にのみ、その側面の全周にわたって形成する拡散防止膜形成工程と、
   前記拡散防止膜が形成された半導体ウエハの厚み方向一方側の表面部に半導体不純物を拡散させる拡散工程と、
   前記半導体不純物が拡散された半導体ウエハの厚み方向両側の表面に電極をそれぞれ形成する電極形成工程とを含むことを特徴とする光電変換素子の製造方法。
2. 前記拡散防止膜形成工程では、同一の形状を有しかつ同一の寸法を有する複数の半導体ウエハを、それらの側面が面一になるように重ねた状態で、拡散防止膜を形成することを特徴とする請求項１記載の光電変換素子の製造方法。
3. 前記拡散防止膜形成工程では、拡散防止膜を形成するにあたって、拡散防止膜の材料を含有する拡散防止液を、各半導体ウエハの側面に供給して、供給された拡散防止液を乾燥させることを特徴とする請求項２記載の光電変換素子の製造方法。
4. 前記拡散防止膜形成工程では、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に供給するにあたって、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に向けて噴射することを特徴とする請求項３記載の光電変換素子の製造方法。
5. 前記拡散防止膜形成工程では、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に供給するにあたって、拡散防止液を保持する保持具を、この保持具に保持される拡散防止液を介して各半導体ウエハの側面に接触させることを特徴とする請求項３記載の光電変換素子の製造方法。
6. 前記拡散防止膜形成工程では、前記複数の半導体ウエハが重ねられて構成される構成体における重ね方向両側の表面を全体にわたってカバー体によってそれぞれ覆った状態で、拡散防止液を各半導体ウエハの側面に供給することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の光電変換素子の製造方法。
7. 半導体ウエハの厚み方向から見た形状が多角形であり、半導体ウエハの側面が複数の側面領域から成る場合、
   前記拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの１つの側面領域を揃えて、揃えられた側面領域に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させることを、全ての側面領域に対して繰り返し実行することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の光電変換素子の製造方法。
8. 半導体ウエハの厚み方向から見た形状が多角形であり、半導体ウエハの側面が複数の側面領域から成る場合、
   前記拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの２つの側面領域を揃えて、揃えられた各側面領域に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させることを、全ての側面領域に対して繰り返し実行することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の光電変換素子の製造方法。
9. 半導体ウエハの厚み方向から見た形状が円形である場合、
   前記拡散防止膜形成工程では、重ねられた各半導体ウエハの側面の一部を揃えて、揃えられた側面の一部に拡散防止液を供給して、供給された拡散防止液を乾燥させることを、側面全体に対して繰り返し実行することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の光電変換素子の製造方法。
10. 前記拡散防止膜形成工程では、前記複数の半導体ウエハを加熱して、加熱された各半導体ウエハの側面に拡散防止液を供給することを特徴とする請求項３〜９のいずれか１つに記載の光電変換素子の製造方法。
11. 前記拡散防止液は、チタンテトライソプロポキシドとアルコールとカルボン酸との混合液であることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１つに記載の光電変換素子の製造方法。
12. 前記拡散防止液は、チタンの酸化物、炭化物および窒化物、ならびにシリコンの酸化物、炭化物および窒化物の少なくともいずれか１つを含有する溶液であることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１つに記載の光電変換素子の製造方法。

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