JP2014049743A5 - - Google Patents
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Description
図１Ａ〜１Ｆに示される参照番号を以下に説明する。
１０： ｐ型シリコン基板
２０： ｎ型拡散層
３０： 絶縁膜
４０： ｐ＋層（裏面電界、ＢＳＦ）
６０： 裏面に配置されたアルミニウムペースト
６１： （裏面アルミニウムペーストを焼成することによって得られた）アルミニウム裏面電極
７０： 裏面に配置された銀または銀／アルミニウムペースト
７１： （裏面銀ペーストを焼成することによって得られた）銀または銀／アルミニウム裏面電極
５００： 前面上に配置された厚膜ペースト
５０１： （厚膜ペーストを焼成することによって形成された）前面電極
本発明は以下の実施の態様を含むものである。
［１］低濃度ドーピングのエミッタを含有するシリコン半導体基板上で電極を形成する方法であって、前記方法が、
（ａ）接合を有するシリコン半導体基板を提供する工程であって、前側表面および裏側表面を有し、かつ、前記シリコン半導体基板の少なくとも前記前側表面上に配置された１以上の絶縁膜と、前記シリコン半導体基板の前記前側表面の低濃度ドーピングのエミッタとを含む、接合を有するシリコン半導体基板を提供する工程と、
（ｂ）厚膜導電性ペースト組成物を前記１以上の絶縁膜の少なくとも一部分上へ塗布して層状構造を形成する工程であって、前記厚膜導電性ペースト組成物が、
ｉ）８０〜９９．５重量％の導電性金属と、
ｉｉ）０．５〜２０重量％のＰｂ−Ｔｅをベースとする酸化物と、
ｉｉｉ）有機媒体と
を含み、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が前記有機媒体中に分散されており、上記重量％が、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が３０〜７５重量％のＰｂＯおよび２５〜７０重量％のＴｅＯ 2 を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づく重量％である、層状構造を形成する工程と、
（ｃ）前記シリコン半導体基板、前記１以上の絶縁膜、および前記厚膜ペーストを焼成する工程であって、前記厚膜ペーストの前記有機媒体が揮発することによって、前記１以上の絶縁層と接触し、かつ、前記シリコン半導体基板と電気的に接触する電極を形成する工程と
を含む方法。
［２］前記厚膜導体組成物を乾燥させる工程をさらに含み、前記乾燥の工程が、工程（ｂ）に続くが、工程（ｃ）の前に実行される、前記１に記載の方法。
［３］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、３６〜５２重量％のＰｂＯおよび３５〜５５重量％のＴｅＯ 2 を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記１に記載の方法。
［４］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ 2 Ｏ、Ｎａ 2 ＯおよびＣｒ 2 Ｏ 3 の全重量％が０．５〜８重量％の範囲となることを条件として、０〜２重量％の前記Ｌｉ 2 Ｏ、０〜４重量％の前記Ｎａ 2 Ｏおよび０〜４重量％の前記Ｃｒ 2 Ｏ 3 をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記１に記載の方法。
［５］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ 2 ＯおよびＢｉ 2 Ｏ 3 の全重量％が３．６５〜２０重量％の範囲となることを条件として、１．６５〜２０重量％の前記Ｂｉ 2 Ｏ 3 をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記４に記載の方法。
［６］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、ＳｉＯ 2 、Ａｌ 2 Ｏ 3 、Ｂ 2 Ｏ 3 、ＣｕＯ、ＴｉＯ 2 、Ａｇ 2 Ｏ、ＮｉＯ、Ｆｅ 2 Ｏ 3 およびＲｕＯ 2 からなる群から選択される１種以上の酸化物をさらに含む、前記５に記載の方法。
［７］前記１〜６のいずれか一項に記載の方法によって製造された低濃度ドーピングのエミッタを含有するシリコン半導体デバイス。
［８］前記シリコン半導体デバイスが光電池である前記７に記載のシリコン半導体デバイス。
［９］低濃度ドーピングのエミッタ、および、
ｉ）８０〜９９．５重量％の導電性金属と、
ｉｉ）０．５〜２０重量％のＰｂ−Ｔｅをベースとする酸化物と、
ｉｉｉ）有機媒体と
を含む厚膜導電性ペースト組成物から形成された電極を含む光電池であって、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が前記有機媒体中に分散されており、上記重量％が前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が３０〜７５重量％のＰｂＯおよび２５〜７０重量％のＴｅＯ 2 を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記厚膜導電性ペースト組成物が焼成されていて前記有機媒体が除去されて前記電極を形成している、光電池。
［１０］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ 2 Ｏ、Ｎａ 2 ＯおよびＣｒ 2 Ｏ 3 の全重量％が０．５〜８重量％の範囲となることを条件として、０〜２重量％の前記Ｌｉ 2 Ｏ、０〜４重量％の前記Ｎａ 2 Ｏおよび０〜４重量％の前記Ｃｒ 2 Ｏ 3 をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記９に記載の光電池。
［１１］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ 2 ＯおよびＢｉ 2 Ｏ 3 の全重量％が３．６５〜２０重量％の範囲となることを条件として、１．６５〜２０重量％の前記Ｂｉ 2 Ｏ 3 をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記１０に記載の光電池。
１０： ｐ型シリコン基板
２０： ｎ型拡散層
３０： 絶縁膜
４０： ｐ＋層（裏面電界、ＢＳＦ）
６０： 裏面に配置されたアルミニウムペースト
６１： （裏面アルミニウムペーストを焼成することによって得られた）アルミニウム裏面電極
７０： 裏面に配置された銀または銀／アルミニウムペースト
７１： （裏面銀ペーストを焼成することによって得られた）銀または銀／アルミニウム裏面電極
５００： 前面上に配置された厚膜ペースト
５０１： （厚膜ペーストを焼成することによって形成された）前面電極
本発明は以下の実施の態様を含むものである。
［１］低濃度ドーピングのエミッタを含有するシリコン半導体基板上で電極を形成する方法であって、前記方法が、
（ａ）接合を有するシリコン半導体基板を提供する工程であって、前側表面および裏側表面を有し、かつ、前記シリコン半導体基板の少なくとも前記前側表面上に配置された１以上の絶縁膜と、前記シリコン半導体基板の前記前側表面の低濃度ドーピングのエミッタとを含む、接合を有するシリコン半導体基板を提供する工程と、
（ｂ）厚膜導電性ペースト組成物を前記１以上の絶縁膜の少なくとも一部分上へ塗布して層状構造を形成する工程であって、前記厚膜導電性ペースト組成物が、
ｉ）８０〜９９．５重量％の導電性金属と、
ｉｉ）０．５〜２０重量％のＰｂ−Ｔｅをベースとする酸化物と、
ｉｉｉ）有機媒体と
を含み、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が前記有機媒体中に分散されており、上記重量％が、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が３０〜７５重量％のＰｂＯおよび２５〜７０重量％のＴｅＯ 2 を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づく重量％である、層状構造を形成する工程と、
（ｃ）前記シリコン半導体基板、前記１以上の絶縁膜、および前記厚膜ペーストを焼成する工程であって、前記厚膜ペーストの前記有機媒体が揮発することによって、前記１以上の絶縁層と接触し、かつ、前記シリコン半導体基板と電気的に接触する電極を形成する工程と
を含む方法。
［２］前記厚膜導体組成物を乾燥させる工程をさらに含み、前記乾燥の工程が、工程（ｂ）に続くが、工程（ｃ）の前に実行される、前記１に記載の方法。
［３］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、３６〜５２重量％のＰｂＯおよび３５〜５５重量％のＴｅＯ 2 を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記１に記載の方法。
［４］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ 2 Ｏ、Ｎａ 2 ＯおよびＣｒ 2 Ｏ 3 の全重量％が０．５〜８重量％の範囲となることを条件として、０〜２重量％の前記Ｌｉ 2 Ｏ、０〜４重量％の前記Ｎａ 2 Ｏおよび０〜４重量％の前記Ｃｒ 2 Ｏ 3 をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記１に記載の方法。
［５］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ 2 ＯおよびＢｉ 2 Ｏ 3 の全重量％が３．６５〜２０重量％の範囲となることを条件として、１．６５〜２０重量％の前記Ｂｉ 2 Ｏ 3 をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記４に記載の方法。
［６］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、ＳｉＯ 2 、Ａｌ 2 Ｏ 3 、Ｂ 2 Ｏ 3 、ＣｕＯ、ＴｉＯ 2 、Ａｇ 2 Ｏ、ＮｉＯ、Ｆｅ 2 Ｏ 3 およびＲｕＯ 2 からなる群から選択される１種以上の酸化物をさらに含む、前記５に記載の方法。
［７］前記１〜６のいずれか一項に記載の方法によって製造された低濃度ドーピングのエミッタを含有するシリコン半導体デバイス。
［８］前記シリコン半導体デバイスが光電池である前記７に記載のシリコン半導体デバイス。
［９］低濃度ドーピングのエミッタ、および、
ｉ）８０〜９９．５重量％の導電性金属と、
ｉｉ）０．５〜２０重量％のＰｂ−Ｔｅをベースとする酸化物と、
ｉｉｉ）有機媒体と
を含む厚膜導電性ペースト組成物から形成された電極を含む光電池であって、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が前記有機媒体中に分散されており、上記重量％が前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が３０〜７５重量％のＰｂＯおよび２５〜７０重量％のＴｅＯ 2 を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記厚膜導電性ペースト組成物が焼成されていて前記有機媒体が除去されて前記電極を形成している、光電池。
［１０］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ 2 Ｏ、Ｎａ 2 ＯおよびＣｒ 2 Ｏ 3 の全重量％が０．５〜８重量％の範囲となることを条件として、０〜２重量％の前記Ｌｉ 2 Ｏ、０〜４重量％の前記Ｎａ 2 Ｏおよび０〜４重量％の前記Ｃｒ 2 Ｏ 3 をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記９に記載の光電池。
［１１］前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ 2 ＯおよびＢｉ 2 Ｏ 3 の全重量％が３．６５〜２０重量％の範囲となることを条件として、１．６５〜２０重量％の前記Ｂｉ 2 Ｏ 3 をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、前記１０に記載の光電池。
Claims (10)
- 低濃度ドーピングのエミッタを含有するシリコン半導体基板上で電極を形成する方法であって、前記方法が、
（ａ）接合を有するシリコン半導体基板を提供する工程であって、前側表面および裏側表面を有し、かつ、前記シリコン半導体基板の少なくとも前記前側表面上に配置された１以上の絶縁膜と、前記シリコン半導体基板の前記前側表面の低濃度ドーピングのエミッタとを含む、接合を有するシリコン半導体基板を提供する工程と、
（ｂ）厚膜導電性ペースト組成物を前記１以上の絶縁膜の少なくとも一部分上へ塗布して層状構造を形成する工程であって、前記厚膜導電性ペースト組成物が、
ｉ）８０〜９９．５重量％の導電性金属と、
ｉｉ）０．５〜２０重量％のＰｂ−Ｔｅをベースとする酸化物と、
ｉｉｉ）有機媒体と
を含み、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が前記有機媒体中に分散されており、上記重量％が、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が３０〜７５重量％のＰｂＯおよび２５〜７０重量％のＴｅＯ2を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づく重量％である、層状構造を形成する工程と、
（ｃ）前記シリコン半導体基板、前記１以上の絶縁膜、および前記厚膜ペーストを焼成する工程であって、前記厚膜ペーストの前記有機媒体が揮発することによって、前記１以上の絶縁層と接触し、かつ、前記シリコン半導体基板と電気的に接触する電極を形成する工程と
を含む方法。 - 前記厚膜導体組成物を乾燥させる工程をさらに含み、前記乾燥の工程が、工程（ｂ）に続くが、工程（ｃ）の前に実行される、請求項１に記載の方法。
- 前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、３６〜５２重量％のＰｂＯおよび３５〜５５重量％のＴｅＯ2を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、請求項１に記載の方法。
- 前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＣｒ2Ｏ3の全重量％が０．５〜８重量％の範囲となることを条件として、０〜２重量％の前記Ｌｉ2Ｏ、０〜４重量％の前記Ｎａ2Ｏおよび０〜４重量％の前記Ｃｒ2Ｏ3をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、請求項１に記載の方法。
- 前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ2ＯおよびＢｉ2Ｏ3の全重量％が３．６５〜２０重量％の範囲となることを条件として、１．６５〜２０重量％の前記Ｂｉ2Ｏ3をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、請求項４に記載の方法。
- 前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＴｉＯ2、Ａｇ2Ｏ、ＮｉＯ、Ｆｅ2Ｏ3およびＲｕＯ2からなる群から選択される１種以上の酸化物をさらに含む、請求項５に記載の方法。
- 請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法によって製造された低濃度ドーピングのエミッタを含有するシリコン半導体デバイス。
- 低濃度ドーピングのエミッタ、および、
ｉ）８０〜９９．５重量％の導電性金属と、
ｉｉ）０．５〜２０重量％のＰｂ−Ｔｅをベースとする酸化物と、
ｉｉｉ）有機媒体と
を含む厚膜導電性ペースト組成物から形成された電極を含む光電池であって、前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が前記有機媒体中に分散されており、上記重量％が前記導電性金属および前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が３０〜７５重量％のＰｂＯおよび２５〜７０重量％のＴｅＯ2を含み、前記酸化物の重量％が前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいており、前記厚膜導電性ペースト組成物が焼成されていて前記有機媒体が除去されて前記電極を形成している、光電池。 - 前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＣｒ2Ｏ3の全重量％が０．５〜８重量％の範囲となることを条件として、０〜２重量％の前記Ｌｉ2Ｏ、０〜４重量％の前記Ｎａ2Ｏおよび０〜４重量％の前記Ｃｒ2Ｏ3をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、請求項８に記載の光電池。
- 前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物が、Ｌｉ2ＯおよびＢｉ2Ｏ3の全重量％が３．６５〜２０重量％の範囲となることを条件として、１．６５〜２０重量％の前記Ｂｉ2Ｏ3をさらに含み、前記酸化物の重量％が、前記Ｐｂ−Ｔｅをベースとする酸化物の全重量に基づいている、請求項９に記載の光電池。
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