JP2016028429A - 太陽電池の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の1つの太陽電池の製造装置500は、半導体を、濃度が60wt%以上99.9wt%以下であって室温以上120.7℃以下の温度の硝酸から生成された硝酸蒸気516に接触させる第1処理部510と、硝酸蒸気516に接触させた前述の半導体を、濃度が60wt%以上99.9wt%以下の硝酸溶液524に接触させる第2処理部520と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本実施形態では、酸化性溶液としての高濃度硝酸を用いて、半導体基板の1つであるシリコン基板上に絶縁膜である酸化シリコン膜を形成する方法について説明する。
本実施形態では、第1実施形態における第1処理部510内の硝酸蒸気の温度を室温(25℃)に設定した。また、第1の実施形態における浸漬用の硝酸溶液の代わりに、濃度70wt%であって室温(25℃)の硝酸(水溶液)が用いられた。ここで、その硝酸溶液中に、第1の実施形態で採用したシリコン基板を、第1の実施形態の硝酸蒸気への曝露の後に硝酸溶液内に10分間浸漬したところ、シリコン基板上の絶縁膜(酸化シリコン膜)の膜厚は約1.8nmであった。従って、第1の実施形態よりもやや厚い膜を形成することができた。この絶縁膜のリーク電流密度は、同膜厚換算の熱酸化膜と同等であった。なお、共沸状態の硝酸溶液で形成された膜厚約1.4nmが室温で形成された膜に比べて薄くなったのは、共沸状態において形成される酸化膜の一部が硝酸溶液中に溶け出すと同時に、より緻密な酸化膜として再形成されるためであると考えられる。
また、別の実験によれば、硝酸蒸気を生成するための硝酸溶液における硝酸濃度が60wt%以上であれば、上述の各実施形態(変形例を含む)の少なくとも一部の効果が奏され得ることが分かった。以上の結果を踏まえると、硝酸蒸気を生成するための硝酸溶液が、濃度60wt%以上の、好ましくは濃度68wt%超99.9wt%以下の範囲で、室温から沸騰点近傍の範囲の任意温度に設定されることにより、極めて低リーク電流密度特性などの特性を備える高品質の酸化膜を形成することができる。特に、約120℃以下の低温で、約10分間程度の短時間の処理によって高品質な絶縁膜を半導体の表面上に形成できることは特筆に値する。
本実施形態では、半導体の1つであるポリシリコン膜が形成されたガラス基板(基板サイズ:面積約32×40cm2)の同ポリシリコン膜上に、高濃度硝酸から発生した蒸気を用いて酸化シリコン膜を形成する方法について説明する。
本実施形態では、第1の実施形態の第1処理部510の構成を利用し、高濃度硝酸から発生した蒸気を用いて、シリコン単結晶基板上に酸化シリコン膜を形成する方法を説明する。なお、本実施形態のシリコン単結晶基板は、基板サイズが約40×50mm2であり、(100)面、n型基板であって、比抵抗が1〜20Ω・cmである。
本実施形態では、上述の第1実施形態の変形例1において製造される絶縁膜を太陽電池に応用した例を以下に説明する。すなわち、第1実施形態における第1処理部510内の硝酸蒸気の温度を室温(25℃)に設定した。また、第1実施形態における第2処理部520内の浸漬用の硝酸溶液として、濃度が70wt%であって室温(25℃)の硝酸(水溶液)が用いられた。
また、本実施形態では、上述の第3実施形態において製造される絶縁膜を用いた他の例を以下に説明する。
ところで、上述の各実施形態では、代表的に、半導体の「表面」上に絶縁膜を形成しているが、半導体の「裏面」上に上述の各実施形態の絶縁膜を形成することも、好適な態様である。例えば、シリコン基板の裏面側に上述の各実施形態の絶縁膜を形成することにより、裏面側の再結合が抑制されることになる。その結果、太陽電池の変換効率の向上にも大きく貢献するといえる。従って、半導体の「表面」上にのみ、半導体の「裏面」上のみ、あるいは、半導体の「表面」上及び「裏面」上に上述の各実施形態の絶縁膜を形成することも、好適な態様である。
20 n型拡散層
30 絶縁膜(酸化シリコン膜)
40 表面電極
50 裏面電極
100 太陽電池
500 絶縁膜の製造装置
510 第1処理部
512,522 フッ素系樹脂の容器
514,524 硝酸溶液
516 硝酸蒸気
520 第2処理部
Claims (5)
- 半導体を、濃度が60wt%以上99.9wt%以下であって室温以上120.7℃以下の温度の硝酸から生成された硝酸蒸気に接触させる第1処理部と、
前記硝酸蒸気に接触させた前記半導体を、濃度が60wt%以上99.9wt%以下の硝酸溶液に接触させる第2処理部と、を備える、
太陽電池の製造装置。 - 半導体を、共沸硝酸から生成した硝酸蒸気に接触させる第1処理部と、
前記硝酸蒸気に接触させた前記半導体を、濃度が60wt%以上99.9wt%以下の硝酸溶液に接触させる第2処理部と、を備える、
太陽電池の製造装置。 - 半導体を、濃度が95wt%以上99.9wt%以下であって室温以上120.7℃以下の温度の硝酸から生成された硝酸蒸気に接触させる第1処理部と、
前記硝酸蒸気に接触させた前記半導体を、濃度が60wt%以上99.9wt%以下の硝酸溶液に接触させる第2処理部と、を備える、
太陽電池の製造装置。 - 前記第2処理部と前記第1処理部とが同一処理部である、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池の製造装置。 - 前記硝酸溶液の温度が、室温以上120℃以下である、
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池の製造装置。
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