JP2013508953A5 - - Google Patents

Description

図５のＡ〜Ｄに示すシーケンシャルスキャン方法を用いて、注入された複数の水平ストライプを有し、注入されていない水平ストライプが散在している基板１００を生成する。図５のこの実施形態では、２つの隣接するアパーチュア１０５間の間隔に等しい距離だけ、マスク１０４を横に（即ち、水平に）動かすことができる。マスク１０４を基板１００に対し動かす距離は、インデックス距離として知られる。アパーチュアの幅がアパーチュア間の間隔の幅に等しいマスクでは、これは所望のストライプのパターンを２回の照射で生成する。第１の照射はドープした格子状のパターンを生成する。第２の照射はドープした正方形の間のスペースを満たし、それによりそれらをストライプに変換する。

図７−２のＤ〜Ｆは、各工程の間に達成した注入の異なる表示を示す。図７−２のＤは、第１の照射後（図７−１のＡ）の水平ストライプ１１８の注入パターンを示す。この時点で、イオンはハッチング領域１１２に注入されている。図７−２のＥは、第２の照射後（図７−１のＢ）のイオン注入を示す。前に注入された領域１１２を白色領域１１３として示す。なお、いくつかの領域は、より高いブロックにより示す２つの注入を受けている。他の領域は、最初のイオン注入を受けており、それ故、ハッチング領域１１２が２つの異なるレベルで示される。図７−２のＦは、第３の照射後（図７−１のＣ）のイオン注入を示す。なお、基板１００内の水平ストライプ１１８の全ての部分は、ちょうど２回、イオン注入のドーズを受けている。

図８は、複数回ドーズのセグメント化されたマスク１２４の正面図である。直角にスキャンされるマスクのセグメントの間隔は、様々なストライプに加えられるドーズを変えるように、変えることができる。従って、複数回ドーズの基板は、基板の全面にわたる「ブランケット」注入（この「ブランケット」注入はマスクを使用できない）を行う必要はなく、単一のマスクの下で注入を受けることができる。図８に例示する実施形態では、マスクのアパーチュア１２５は、一連の交互に起きる行に分割される。大きい方のアパーチュア１２６は、４：１のセグメントの影に対する比を有し、小さい方のアパーチュア１２７は、１：４のセグメントの影に対する比を有する。このマスク１２４の実施形態は、アパーチュア１２５間の領域に対するもっと構造的な支持を与える。マスク１２４は、均一なストライプを生成するように、５つの異なる位置を介してスキャンする。これは図９−１のＡ〜Ｅに例示される。

図９−２のＦ〜Ｊは、これらの注入パターンの第２の表示を示す。各図の上部の行は水平ストライプ１２８の注入を示し、各図の下部の行は狭いストライプ１２９の注入を示す。第１の注入後（図９−１のＡ及び図９−２のＦ）、ハッチング領域１２２により示されるように、水平ストライプ１２８のほとんどは注入されている。しかしながら、狭いストライプ１２９の１／５だけ注入されている。図９Ｇで、前に注入された領域１２２を白色領域１２３として示し、一方、新たに注入された領域をハッチング領域１２２として示す。このプロセスは５回の注入に対して継続する。なお、５回の注入後、上部の行は、ストライプ１２８の全ての部分がちょうど４回注入されたことを示す。対照的に、下部の行は、狭いストライプ１２９が、このプロセスの間に１回だけ注入されたことを示す。

図１１−１のＡ〜Ｃは、マスクの比較及びその結果として生じる注入領域である。図１１−１のＡのマスク１４４は１：１のマスク対スパン比を有するマスク１４４である。図１１−１のＢのマスク１５４は、図１１−１のＡのマスク１４４のアパーチュア１４５の３つの行の幅のスパンであるアパーチュア１５５を有する。アパーチュアのサイズ、形状及び幅に対する他の変化は可能である。特定の実施形態で、太陽電池の注入を完了するのに、図１１−１のＢのマスク１５４に、３つの異なる位置で、工程を付け、インデックスを付けることができる。図１１−１のＣは、３つの異なる注入位置の内の１つのみの後に、図１１−１のＢのマスク１５４を用いた結果として生じる基板１００の注入である。図１１−２のＤは注入パターンの異なる表示を示す。この図は基板１００の垂直横断面図を表わす。基板１００の全ての領域は、隣接するアパーチュア１５５間のマスク１５４の直接下の領域を除いて、注入される。注入領域１５２をハッチング領域として示す。図１１−２のＤは、注入位置の１つ（即ち、図１１−１のＣ）の後に、結果として生じた注入を示す。図１１−２のＥは、２つの注入工程の後に、図１１−１のＢのマスク１５４を用いた結果として生じた基板１００の注入を示す。第１の工程の間に行った注入工程を白色領域１５３として示し、一方、新たな注入領域をハッチング領域１５２として示す。マスク１５４は上方へ平行移動されるため、注入される領域１５２は、前の注入領域１５３と合致せず、その結果、２回注入される領域と、１回だけ注入される他の領域とを生成する。図１１−２のＦは、３つの注入工程が完了した後に、図１１−１のＢのマスク１５４を用いた結果として生じた基板１００の注入を示す。再び、最初の２つの工程の間に行った注入工程を白色領域１５３として示し、一方、新たな注入領域をハッチング領域１５２として示す。領域１５９は、全ての３つの注入工程の間に注入され、一方、他の領域は、３つの注入工程の内のちょうど２つの注入工程の間に、注入されるだけである。従って、このマスクパターン及びインデックス距離は、いくつかの領域が他の領域１５９により受ける最大のドーズの２／３に等しいドーズを受ける基板を生成する。

この例において、より高濃度に注入した領域１５９の幅、インデックス距離及び分離距離（アパーチュア間の間隔）は、ほとんど等しい。しかしながら、これは要件ではない。実際、分離距離は一定である必要はない。さらに、各アパーチュアのサイズは所望のように変えることができる。図１６−１のＡは１：１のセグメントの影に対する比を有するマスク１４４を示す。図１６−１のＢは、分離距離がアパーチュア１６５の開口幅のほぼ３倍に等しいマスク１６４を示す。しかしながら、その結果として生じる高濃度注入領域１６７（図１６−２のＥを参照）は、分離距離よりずっと狭い。本実施形態では、高濃度注入領域１６７が他の領域のドーズの３倍のドーズを受けるパターンを生成するように、３回の注入工程を行う。図１６−１のＡのマスクは１：１のマスク対スパン比を有するマスク１４４である。図１６−１のＢのマスク１６４は、図１６−１のＡのマスク１４４の１つのアパーチュアの幅のスパンであるアパーチュア１６５を有する。図１６−１のＢのマスク１６４は、また、図１６−１のＡのマスク１４４の３つの行のアパーチュアの幅のスパンであるアパーチュア１６６を有する。隣接するアパーチュア１６５、１６６間の分離距離も、アパーチュア１４５の１行のスパンである。アパーチュアのサイズ、形状及び幅に対する他の変化は可能である。図１６−２のＣは、３つの異なる注入位置の内の１つのみの後に、図１６−１のＢのマスク１６４を用いた結果として生じる基板１００の注入の垂直横断面図である。この工程の間に注入された領域をハッチング領域１６２として示す。図１６−２のＤは、２つの注入工程の後に、図１６−１のＢのマスク１６４を用いた結果として生じた基板１００の注入を示す。第１の工程の間に行った注入工程を白色領域１６３として示し、一方、新たな注入をハッチング領域１６２として示す。図１６−２のＥは、３つの注入工程が完了した後に、図１６−１のＢのマスク１６４を用いた結果として生じた基板１００の注入を示す。領域１６７は、３つの注入工程の間に注入され、一方、他の領域は、３つの注入工程の内のちょうど１つの注入工程の間に、注入されるだけである。

図１３のＡ〜Ｃは、段階的マスクの実施形態及びその結果として生じた注入パターンである。理解しやすいように、マスク１８４を基板１００から分離して示す。マスク１８４は、図３に示すように、注入の間、実際に、基板１００の上方に配置される。この実施形態では、マスク１８４は３つのアパーチュア１８５を有する。図１３のＡでは、マスク１８４は第１の位置にあり、注入が行われる。これは、太陽電池になり得る基板１００に第１の注入領域１８６をもたらす。図１３のＢでは、マスク１８４は、基板１００に対し第２の位置に動かされ又はインデックスを付けられる。図１３のＣでは、第２の注入が行われる。これは、基板１００に第２の注入領域１８７をもたらす。今や基板１００は、第１の注入領域１８６及び第２の注入領域１８７を有する。いくつかの部分では、第１の注入領域１８６及び第２の注入領域１８７は重複し、高濃度ドープ領域１８８を形成する。高濃度注入領域１８８は、この基板１００の特定領域が２回注入を受けるため、第１の注入領域１８６及び第２の注入領域１８７のドーズの約２倍のドーズを有する。勿論、他のドーズは可能である。第１の注入領域１８６は、線により離されて示されているが、様々な注入領域は、第１の注入領域１８６が、その間の隙間がなく互いに隣接することを引き起こすか、又は、高濃度注入領域１８８のようにわずかな重複を有することを引き起こす。しかしながら、注入とマスク１８４のインデックス付けの機構により、小さい隙間が第１の注入領域１８６間に存在し得る。高濃度注入領域１８８は、例えば、図１の接点２０２の下の領域２０１に相当し、第１の注入領域１８６及び第２の注入領域１８７は、例えば、図１のエミッタ２００に相当する。