JP2010003834A - 太陽光発電に用いられる半導体への不純物導入方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン基板上に不純物層を形成し、かつガラス基板にカーボンまたはカーボンを含む光吸収層を形成し、上記不純物層と上記光吸収層を密着させ、当該ガラス基板の方向から赤外レーザ光を照射することにより、光吸収層を加熱することにより、レーザ照射された箇所のシリコン基板に上記不純物を導入することを特徴とすることにより不純物の導入を行なう。
【選択図】 図1
Description
特に、シリコン基板上に不純物層を設け、カーボンから成る光吸収層を介して赤外半導体レーザを照射して不純物導入を行なう方法に関する。
あるいはパルスレーザを用いて半導体薄膜を短時間溶融して固化結晶化する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
また、近年低コストかつ大出力(>10kW)化がなされている、赤外半導体レーザは、高光変換効率(〜50%)、メンテナンスフリー、長寿命という特長を備えているため、シリコン半導体素子の作製プロセスにおいて、エキシマレーザよりもはるかに優れた省エネ効果、低コスト化が期待できる。
図1(A)は、本発明の半導体への不純物導入を実施する方法に係る構成の概略断面図である。図1(A)において、10cm×10cmのp型多結晶シリコン基板1上に、五酸化二リン25wt%を含有する液体型不純物拡散剤を、スピンコータによって回転数4000rpmで塗布し、ホットプレート上で200℃、30分間加熱焼成処理することで膜厚150nmの不純物拡散剤膜2を形成した。そして、それとは別に厚さ500μmの透明ガラス基板4に親水カーボンインクをスピンコータによって回転数1000rpmで塗布し、その後ホットプレート上で200℃、30分間焼成を行なうことで膜厚1000nmのカーボン膜3を形成した。次に図1〈B〉に示すように、不純物拡散剤膜2が形成されたp型多結晶シリコン1上の不純物拡散剤膜2に、カーボン膜3が接触するようにカーボン膜形成ガラス基板4を密着させ、熱処理用のサンプル5を作成した。次に、図2に示すようにサンプル5のカーボン層と不純物層の両者を、半値幅が180μmのガウス型強度分布を有する赤外レーザ照射装置上10でずれることのないようにしっかりとX−Yステージ9上に固定し、赤外レーザビームを照射した。赤外レーザービームは図2に示すように、赤外レーザ光源6からの赤外レーザー光を光ファイバー7により導き、レンズ8により焦点されて、不純物層2を加熱する。このとき赤外レーザービームの光強度を84kW/cm2として、Y軸方向への速度15cm/s、X方向への送りピッチを50μmという条件で10cm×10cmウェハの全体にレーザービームの照射を行なった。
次に、4インチφのn型単結晶シリコン基板上に、三酸化二ボロンを5wt%を含有する液体型不純物拡散剤を、スピンコータによって回転数4000rpmで塗布し、ホットプレート上で200℃、30分間加熱焼成処理をし、膜厚150nmとした。そして、実施例1のときと同様に、厚さ500μmのガラス基板に親水カーボンインクをスピンコータによって回転数1000rpmで塗布し、その後ホットプレート上で200℃、30分間焼成を行ない膜厚を1000nmとした。三酸化二ボロン膜が形成されたn型単結晶シリコン上の不純物層2に、カーボン膜3が接触するようにカーボン膜形成ガラス基板4を密着させ、熱処理用のサンプル5を作成した。図2に示すようにサンプル5のカーボン層3と不純物層2の両者がレーザ照射装置10上でずれることのないように、しっかりとX−Yステージ上に固定し、実施例1と同様に赤外レーザビームを照射した。実施例1と同様に、レーザービームの光強度を84kW/cm2の下で、Y軸方向への速度15cm/s、X方向への送りピッチを50μmという条件で4インチφウェハの全体にレーザービームの照射を行なった。
Claims (5)
- シリコン基板上に不純物層を形成するステップと、透明板にカーボンまたはカーボンを含む光吸収層を形成するステップと、上記不純物層と上記光吸収層を密着させるステップと、当該透明板の方向から赤外レーザ光を照射することにより、当該光吸収層を加熱するステップとからなり、レーザ照射された箇所のシリコン基板に上記不純物を導入することを特徴とする太陽光発電に用いられる半導体への不純物導入方法
- 前記光吸収層を形成するステップは、カーボン微粒子を含む水性インクを上記透明板に塗布し、焼成によって皮膜形成するステップをさらに含む請求項1記載の太陽光発電に用いられる半導体への不純物導入方法
- カーボン微粒子を含む水性インクを上記透明板に塗布するステップにおいて、上記塗布される透明板の温度が15℃以上とすることを特徴とする請求項2記載の太陽光発電に用いられる半導体への不純物導入方法
- シリコン基板上に不純物層を形成するステップは、五酸化二燐(P2O5)を20wt%以上含有する溶液または三酸化ホウ素(B2O3)を5wt%以上含有する溶液を当該シリコン基板上にコーティングするステップとそれを焼結するステップとを含むことを特徴とする請求項1記載の太陽光発電に用いられる半導体への不純物導入方法
- 請求項1に記載のカーボンまたはカーボンを含む光吸収層の膜厚は0.3〜3μmであることを特徴とする太陽光発電に用いられる半導体への不純物導入方法。
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