JP2016076709A - 太陽電池の基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽電池の効率を高めることを可能にする太陽電池構造物を製造するための新規の方法を提供。
【解決手段】炉内で基板の表面上にトンネル酸化物層を形成する工程１０２、炉から基板を取り出すことなく、トンネル酸化物層上にアモルファス層を形成する工程１０４、アモルファス層をドープして、Ｎ型ドーパントを含む第１の領域と、Ｐ型ドーパントを含む第２の領域とを設ける工程１０６、アモルファス層が加熱されて、Ｎ型ドープ領域とＰ型ドープ領域とを有する多結晶層が形成される工程１０８を含む。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、再生可能エネルギーの分野に関し、とりわけ太陽電池のエミッタ領域の製造方法に関する。
［連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載］
本明細書で述べる本発明は、アメリカ合衆国エネルギー省から与えられた契約番号ＤＥ−ＦＣ３６−０７ＧＯ１７０４３による政府支援により行われた。政府は、本発明において特定の権利を有し得る。
一般に太陽電池として知られる光電池は、太陽放射を電気エネルギーに直接変換する周知の装置である。一般に、太陽電池は、半導体処理技術を使用して半導体ウェハ上又は基板上に製造され、基板の表面近くにｐ−ｎ接合が形成される。基板の表面に当たる太陽放射が、基板本体内に電子正孔対を作り、電子正孔対が基板内のｐドープ領域及びｎドープ領域に移動し、それによりドープ領域間に電圧差が生じる。ドープ領域は、太陽電池上の金属接点に接続されて、電流がセルからセルに結合された外部回路に導かれる。
効率は、太陽電池が電力を生成する性能に直接関連するので、太陽電池の重要な特性である。したがって、一般に、太陽電池の効率を高める技術が望まれている。本発明の実施形態は、太陽電池構造物を製造するための新規の方法を提供することによって太陽電池の効率を高めることを可能にする。
本発明の一実施形態による太陽電池のエミッタ領域の製造方法における操作を表すフローチャート。 本発明の一実施形態によるエミッタ領域を含む太陽電池の製造における一段階の断面図。 本発明の一実施形態による、図１のフローチャートの操作１０２に対応するエミッタ領域を含む太陽電池の製造における一段階の断面図。 本発明の一実施形態による、図１のフローチャートの操作１０４に対応するエミッタ領域を含む太陽電池の製造における一段階の断面図。 本発明の一実施形態による、図１のフローチャートの操作１０６に対応するエミッタ領域を含む太陽電池の製造における一段階の断面図。 本発明の一実施形態による、図１のフローチャートの操作１０８に対応するエミッタ領域を含む太陽電池の製造における一段階の断面図。 本発明の一実施形態による太陽電池の基板上に複数の層を形成する方法における操作を表すフローチャート。 本発明の一実施形態による、図３のフローチャートの操作３０２に対応する太陽電池の製造における一段階の断面図。 本発明の一実施形態による、図４Ａの一部分の拡大図。 本発明の一実施形態による、図３のフローチャートの操作３０４及び３０６に対応する太陽電池の製造における一段階の断面図。 本発明の一実施形態による、太陽電池の基板の断面図及び上面図。基板の上に複数の層が形成されている。
本明細書では、太陽電池のエミッタ領域の製造方法について述べる。以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、特定のプロセスフロー操作などの数多くの特定の詳細が記載される。これらの特定の詳細なしに、本発明の実施形態を実施することができる点が、当業者には明らであろう。他の例では、本発明の実施形態を不必要に不明瞭にしないように、リソグラフィ技術やエッチング技術などの周知の製造技術については詳細に説明されない。更に、図に示された様々な実施形態は、例示的な表示であって、必ずしも原寸に比例して描写されるものではないことを理解されるべきである。
本明細書では、太陽電池のエミッタ領域の製造方法が開示される。一実施形態では、太陽電池のエミッタ領域の製造方法は、炉内で、基板の表面上にトンネル酸化物層を形成する工程を含む。炉から基板を取り出すことなく、トンネル酸化物層上にアモルファス層が形成される。アモルファス層は、Ｎ型ドーパントを含む第１の領域と、Ｐ型ドーパントを含む第２の領域とを設けるようにドープされる。次に、アモルファス層が加熱されて、Ｎ型ドープ領域とＰ型ドープ領域とを有する多結晶層が提供される。一実施形態では、太陽電池の基板上に複数の層を形成する方法は、炉内に、複数のウェハを有するウェハキャリアを搬入する工程を含み、ウェハキャリアは、背中合わせに配置された２枚のウェハをそれぞれ収容する１以上のウェハ収容スロットを有する。炉内で、複数のウェハのそれぞれの全ての面にトンネル酸化物層が形成される。炉から基板を取り出すことなく、トンネル酸化物層上にアモルファス層が形成され、アモルファス層は、背中合わせに配置された２枚のウェハの接触部分以外のトンネル酸化物層の全ての部分上に形成される。
本明細書では、太陽電池も開示される。そのような実施形態では、太陽電池は、基板又はウェハを含む。一実施形態では、シリコンウェハの全ての表面に、二酸化シリコンを含むトンネル酸化物層が設けられる。トンネル酸化物層上には多結晶層が堆積され、多結晶層のリングパターンを有するシリコンウェハの裏面以外のトンネル酸化物層の全ての部分に多結晶層が堆積される。一実施形態では、シリコンウェハの全ての表面に二酸化シリコンを含むトンネル酸化物層が配置される。トンネル酸化物層上にはアモルファス層が堆積され、アモルファス層のリングパターンを有するシリコンウェハの裏面以外のトンネル酸化物層の全ての部分にアモルファス層が堆積される。
本発明の一実施形態によれば、太陽電池の不動態化されたエミッタを製造するために、薄いトンネル酸化物、並びに、ｎ型及びｐ型の両方で高濃度にドープされたポリシリコンが使用される。そのような膜は、従来通り、炉内で個々に形成されていたが、このような膜の組み合わせは、太陽電池の製造にはこれまで適用されておらず、組み合わせで行う製造コストは、太陽電池市場にとっては高すぎる可能性がある。その代わりに、一実施形態では、酸化及びその後のシリコン蒸着が、単一工程オペレーションとして組み合わせることができる。一実施形態では、この手法を使用して、炉ボートの１スロット当たり２枚のウェハを収容することによって処理量を２倍にすることもできる。一実施形態では、シリコンは、最初に、非ドープのアモルファス層として堆積される。その実施形態では、シリコンは、後の処理操作でドープされ結晶化されてポリシリコン層が提供される。代替実施形態では、シリコン層は、単一処理操作でポリシリコン層として形成される。
本発明の実施形態は、（１）酸化物厚さの制御と酸化物の品質、（２）酸化とポリ蒸着との間の汚染、（３）過度の予防保守要件、（４）スループット、又は、（５）ｎ−ポリ及びｐ−ポリシート抵抗の制御などの従来の製造における問題及びその他の問題に対処することができる。本発明の一実施形態によれば、太陽電池の製造方法の幾つかの特徴が組み合わされ、即ち、酸化とポリ（最初にアモルファスシリコンとして）蒸着が単一処理に組み合わされる。一実施形態では、保守期間を長くするために炉内で炭化ケイ素（ＳｉＣ）部品が使用される。一実施形態では、処理量を高めるためにスロット１つ当たり２枚のウェハが収容される。上記の実施形態は全て、太陽電池製造の実現可能性に寄与し得る。
一実施形態では、アモルファス層としてシリコンを堆積させ、次に後の操作でその層をドープし結晶化させることにより、処理がより制御可能になり、不動態化が改善される。一実施形態では、スループットは、炉処理ボートのスロット１つ当たり２枚のウェハを収容することにより改善される。一実施形態では、寸法安定性のためにＳｉＣボートが使用される。一実施形態では、シート抵抗の制御は、インサイチュでドープされたポリシリコンの代わりに、非ドープのアモルファスシリコンを堆積させることによって達成される。次に、ｎ領域及びｐ領域が、選択的に形成され、後のより高い温度の操作で結晶化される。一実施形態では、本明細書に記載される手法のうちの１以上に従って、粒子サイズを最大にすることができ、シート抵抗を最小にすることができ、カウンタドープを回避することができる。
膜を製造する炉は、従来の炉に限定されないことを理解されたい。一実施形態では、炉は、垂直炉チャンバ、水平炉チャンバ、プラズマチャンバなどがあるがこれらに限定されないウェハ処理用のチャンバである。また、本明細書において、アモルファス膜又は層という言葉が、アモルファスシリコン膜又は層に限定されないことを理解されたい。一実施形態では、アモルファス膜又は層は、アモルファスシリコン−ゲルマニウム膜又は層、アモルファス炭素ドープシリコン膜又は層などがあるがこれらに限定されない膜又は層である。
太陽電池は、エミッタ領域を含むように製造されてもよい。例えば、図１は、本発明の一実施形態による太陽電池のエミッタ領域の製造方法における操作を表すフローチャート１００を示す。図２Ａ〜図２Ｅは、本発明の一実施形態による、フローチャート１００の操作に対応するエミッタ領域を含む太陽電池の製造における様々な段階の断面図を示す。
図２Ａに示すように、太陽電池を製造するための基板２０２が提供される。本発明の一実施形態によれば、基板２０２は、バルクシリコン基板からなる。一実施形態では、バルクシリコン基板は、Ｎ型ドーパントでドープされる。一実施形態では、図２Ａには示されていないが、基板２０２は、テクスチャ化された面を有する。
フローチャート１００の操作１０２及び対応する図２Ｂに示すように、太陽電池のエミッタ領域の製造方法は、炉内で、基板２０２の表面にトンネル酸化物層２０４を形成する工程を含む。本発明の一実施形態によれば、トンネル酸化物層２０４を形成する工程は、炉内で基板２０２を約９００℃の温度で加熱する工程を含む。特定の実施形態では、炉内で基板２０２を約９００℃の温度で加熱する工程は、約５００ｍＴｏｒｒ（０．０６７ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約３分間加熱して、約１．５ナノメートルの厚さを有するトンネル酸化物層２０４を設ける工程を含む。本発明の別の実施形態によれば、トンネル酸化物層２０４を形成する工程は、基板２０２を炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程を含む。特定の実施形態では、基板２０２を炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程は、約３００Ｔｏｒｒ（３９．９ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約５６５℃の温度で約６０分間加熱して、約１．５ナノメートルの厚さを有するトンネル酸化物層２０４を設ける工程を含む。代替の実施形態では、雰囲気は、Ｎ２Ｏを含む。
フローチャート１００の操作１０４及び対応する図２Ｃに示すように、太陽電池のエミッタ領域の製造方法は、炉から基板２０２を取り出すことなく、トンネル酸化物層２０４上にアモルファス層２０６を形成する工程を更に含む。本発明の一実施形態によれば、アモルファス層２０６を形成する工程は、炉内でアモルファス層２０６を５７５℃未満の温度で堆積させる工程を含む。特定の実施形態では、炉内でアモルファス層２０６を５７５℃未満の温度で堆積させる工程は、約３５０ｍＴｏｒｒ（４６．７ｋＰａ）の圧力のシラン（ＳｉＨ４）の雰囲気中で、約５６５℃の温度に加熱して、約２００〜３００ナノメートルの範囲の厚さを有するアモルファス層２０６を設ける工程を含む。
フローチャート１００の操作１０６及び対応する図２Ｄに示すように、太陽電池のエミッタ領域の製造方法は、アモルファス層２０６をドーパント２０８でドーピングして、Ｎ型ドーパントを含む第１の領域（ｐ−ｎ接合２１２の左側）とＰ型ドーパントを含む第２の領域（ｐ−ｎ接合２１２の右側）とを有するドープアモルファス層２１０を設ける工程を更に含む。一実施形態では、ドーパントは、固体状態のソースから導入される。別の実施形態では、ドーパントは、注入原子又はイオンとして導入される。
フローチャート１００の操作１０８及び対応する図２Ｅに示すように、太陽電池のエミッタ領域の製造方法は、次にドープアモルファス層２１０を加熱して、Ｎ型ドープ領域２１８とＰ型ドープ領域２１６とを有する多結晶層２１４を設ける工程を更に含む。本発明の一実施形態によれば、基板２０２は、シリコンからなり、トンネル酸化物層２０４は、二酸化シリコンからなり、アモルファス層２０６は、シリコンからなり、Ｎ型ドーパントは、リンドーパントであり、Ｐ型ドーパントは、ホウ素ドーパントである。一実施形態では、トンネル酸化物層２０４及びアモルファス層２０６は、約５６５℃の温度で形成され、ドープアモルファス層２１０を加熱して多結晶層２１４を設ける工程は、約９８０℃の温度で加熱する工程を含む。
太陽電池の製造を促進する又は完了させるために、上記の方法は、多結晶層２１４の上に金属コンタクトを形成する工程を更に含んでもよい。一実施形態では、完成した太陽電池は、バックコンタクト型太陽電池である。その実施形態では、Ｎ型ドープ領域２１８及びＰ型ドープ領域２１６は、活性領域である。導電体接点が、活性領域に結合され、分離領域によって互いに分離されてもよく、分離領域は、誘電材料からなってもよい。一実施形態では、太陽電池は、バックコンタクト型太陽電池であり、太陽電池のランダムテクスチャ面などの受光面に配置された反射防止コーティング層を更に含む。
本発明の別の態様では、太陽電池の基板上に複数の層を形成する通常とは異なる手法が提供される。例えば、図３は、本発明の一実施形態による太陽電池の基板上に複数の層を形成する方法における操作を表すフローチャート３００を示す。図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の一実施形態による、フローチャート３００の操作に対応する太陽電池の製造の様々な段階の断面図を示す。
フローチャート３００の操作３０２並びに対応する図４Ａ及び図４Ｂに示すように、太陽電池の基板上に複数の層を形成する方法は、炉内に、複数のウェハ４０４を有するウェハキャリア４０２を搬入する工程を含み、ウェハキャリア４０２は、ウェハ４０６及び４０８など、背中合わせに配置された２枚のウェハをそれぞれ収容する１以上のウェハ収容スロットを有する。本発明の一実施形態によれば、キャリア４０２の２５個のスロットに５０枚のウェハが収容される。
フローチャート３００の操作３０４及び対応する図４Ｃに示すように、太陽電池の基板上に複数の層を形成する方法は、図４Ｃに示されるように、炉内で、複数のウェハ４０４のそれぞれの全ての面、例えばウェハ４０６及び４０８の全ての面にトンネル酸化物層４１０を形成する工程を更に含む。本発明の一実施形態によれば、トンネル酸化物層４１０を形成する工程は、炉内で、複数のウェハ４０４のそれぞれを約９００℃の温度で加熱する工程を含む。特定の実施形態では、複数のウェハ４０４のそれぞれを炉内で約９００℃の温度で加熱する工程は、約５００ｍＴｏｒｒ（０．０６７ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約３分間加熱して、約１．５ナノメートルの厚さを有するトンネル酸化物層４１０を設ける工程を含む。本発明の別の実施形態によれば、トンネル酸化物層４１０を形成する工程は、炉内で複数のウェハ４０４のそれぞれを６００℃未満の温度で加熱する工程を含む。特定の実施形態では、複数のウェハ４０４のそれぞれを炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程は、約３００Ｔｏｒｒ（３９．９ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約５６５℃の温度で約６０分間加熱して、約１．５ナノメートルの厚さを有するトンネル酸化物層４１０を設ける工程を含む。代替の実施形態では、雰囲気は、Ｎ２Ｏを含む。
フローチャート３００の操作３０４及び対応する図４Ｃに示すように、太陽電池の基板上に複数の層を形成する方法は、炉から複数のウェハ４０４を取り出すことなく、トンネル酸化物層４１０上にアモルファス層４１２を形成する工程を更に含み、アモルファス層４１２は、例えば、図４Ｃにウェハ４０６及び４０８に関して示されるように、背中合わせに配置された２枚のウェハの接触部分以外のトンネル酸化物層４１０の全ての部分に形成される。本発明の一実施形態によれば、図５を参照して後でより詳細に述べるように、背中合わせに配置されたウェハについて、それぞれのウェハの裏面にアモルファス層のリングパターンが形成される。一実施形態では、複数のウェハ４０４はそれぞれ、シリコンからなり、トンネル酸化物層４１０は、二酸化シリコンからなり、アモルファス層４１２は、シリコンからなる。一実施形態では、アモルファス層４１２を形成する工程は、炉内でアモルファス層４１２を５７５℃未満の温度で堆積させる工程を含む。特定の実施形態では、炉内でアモルファス層４１２を５７５℃未満の温度で堆積させる工程は、約３５０ｍＴｏｒｒ（０．０４７ｋＰａ）の圧力のシラン（ＳｉＨ４）の雰囲気中で約５６５℃の温度に加熱して、約２００〜３００ナノメートルの範囲の厚さを有するアモルファス層４１２を設ける工程を含む。一実施形態では、温度は、形成された層の結晶化を防ぐためには５７５℃未満に維持されるが、大量生産に適した堆積速度を維持するためには実質的に５７５℃未満で維持されない。
本発明の一実施形態によれば、太陽電池の基板上に複数の層を形成する方法は、アモルファス層４１２を形成した後で、それぞれのウェハの裏面に洗浄液を塗布する工程を更に含み、洗浄液は酸化剤を含む。続いて、それぞれのウェハの裏面に、テクスチャ加工溶液が塗布され、テクスチャ加工溶液は、水酸化物を含む。一実施形態では、酸化剤は、オゾン又は過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などであるがこれらに限定されない化学種であり、水酸化物は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などであるがこれらに限定されない化学種である。
テクスチャ加工溶液は、製造された太陽電池の受光部分にランダムにテクスチャ加工（ｒａｎｔｅｘ）された面を設けることができる。本発明の一実施形態によれば、テクスチャ加工溶液を導入する前に酸化剤を含む洗浄液を導入することによって、太陽電池のテクスチャ加工は、図５と関連して後で述べるように、太陽電池基板上に製造された層のリング部分が最初にあるにもかかわらず均一である。
図４Ｃに関して述べたようなリング構造物は、太陽電池の基板上に保持されてもよく、後で除去されてもよい。それでもなお、太陽電池構造は、そのようなリング構造物を最終的に保持してもよく、少なくとも一時的に有してもよい。例えば、図５は、太陽電池の基板の断面図及び上面図の両方を示し、基板上には、本発明の一実施形態により形成された複数の層を有する。
図５に示すように、本発明の一実施形態により、太陽電池の基板は、ウェハ５０２の全ての表面に配置されたトンネル酸化物層５０４を含む。トンネル酸化物層５０４上に多結晶層５０６が配置され、多結晶層５０６は、多結晶層５０６のリングパターンを含む、ウェハ５０２の裏面以外のトンネル酸化物層５０４の全ての部分に配置される。本発明の一実施形態によれば、リングパターンは、図４Ｃと関連して説明されるように、対にしたウェハを背中合わせで処理することにより得られる。一実施形態では、トンネル酸化物層５０４は、二酸化シリコンからなり、ウェハ５０２は、シリコンからなり、多結晶層５０６は、シリコンからなる。
図５を再び参照すると、本発明の別の実施形態によれば、太陽電池の基板は、ウェハ５０２の全ての表面に配置されたトンネル酸化物層５０４を有する。トンネル酸化物層５０４上にアモルファス層５０６が配置され、アモルファス層５０６は、アモルファス層５０６のリングパターンを含む、ウェハ５０２の裏面以外のトンネル酸化物層５０４の全ての部分に配置される。本発明の一実施形態によれば、リングパターンは、図４Ｃと関連して述べるように、対にしたウェハを背中合わせで処理することにより得られる。一実施形態では、トンネル酸化物層５０４は、二酸化シリコンからなり、ウェハ５０２は、シリコンからなり、アモルファス層５０６は、シリコンからなる。
このように、太陽電池のエミッタ領域の製造方法が開示された。本発明の一実施形態によれば、太陽電池のエミッタ領域の製造方法は、炉内で、基板の表面にトンネル酸化物層を形成する工程を含む。また、この方法は、炉から基板を取り出すことなく、トンネル酸化物層上にアモルファス層を形成する工程を含む。本方法は、また、アモルファス層をドープしてＮ型ドーパントを含む第１の領域とＰ型ドーパントを含む第２の領域とを設ける工程を含む。次に、アモルファス層を加熱して、Ｎ型ドープ領域とＰ型ドープ領域とを有する多結晶層を設ける。一実施形態では、基板は、シリコンからなり、トンネル酸化物層は、二酸化シリコンからなり、アモルファス層は、シリコンからなり、Ｎ型ドーパントは、リンであり、Ｐ型ドーパントは、ホウ素である。一実施形態では、トンネル酸化物層とアモルファス層は、約５６５℃の温度で形成され、アモルファス層を加熱して多結晶層を設ける工程は、約９８０℃の温度で加熱する工程を含む。
［項目１］
太陽電池のエミッタ領域の製造方法であって、
炉内で基板の表面にトンネル酸化物層を形成する工程と、
上記炉から上記基板を取り出すことなく、
上記トンネル酸化物層上にアモルファス層を形成する工程と、
Ｎ型ドーパントを含む第１の領域及びＰ型ドーパントを含む第２の領域を設けるべく、上記アモルファス層をドーピングする段階と、
上記ドーピングする段階の後に、Ｎ型ドープ領域とＰ型ドープ領域とを有する多結晶層を設けるべく、上記アモルファス層を加熱する工程とを備える太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目２］
上記基板はシリコンを含み、上記トンネル酸化物層は二酸化シリコンを含み、上記アモルファス層はシリコンを含み、上記Ｎ型ドーパントはリンを含み、上記Ｐ型ドーパントがホウ素を含む項目１に記載の太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目３］
上記トンネル酸化物層を形成する工程は、上記基板を上記炉内で約９００℃の温度で加熱する工程を有する項目１に記載の太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目４］
上記基板を上記炉内で約９００℃の温度で加熱する工程は、約１．５ナノメートルの厚さを有する上記トンネル酸化物層を設けるべく、約５００ｍＴｏｒｒ（０．０６７ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約３分間加熱する工程を含む項目３に記載の太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目５］
上記トンネル酸化物層を形成する工程は、上記基板を上記炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程を含む項目１に記載の太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目６］
上記基板を上記炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程は、約１．５ナノメートルの厚さを有する上記トンネル酸化物層を設けるべく、約３００Ｔｏｒｒ（３９．９ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約５６５℃の温度で約６０分間加熱する工程を含む項目５に記載の太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目７］
上記アモルファス層を形成する工程は、上記炉内で上記アモルファス層を５７５℃未満の温度で堆積させる工程を含む項目１に記載の太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目８］
上記炉内で上記アモルファス層を５７５℃未満の温度で堆積させる工程は、約２００〜３００ナノメートルの範囲の厚さを有する上記アモルファス層を設けるべく、約３５０ｍＴｏｒｒ（０．０４７ｋＰａ）の圧力のシラン（ＳｉＨ４）の雰囲気中で、約５６５℃の温度で加熱する工程を含む項目７に記載の太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目９］
上記トンネル酸化物層及び上記アモルファス層は、約５６５℃の温度で形成され、上記多結晶層を設けるべく上記アモルファス層を加熱する工程は、約９８０℃の温度で加熱する工程を含む項目１に記載の太陽電池のエミッタ領域の製造方法。
［項目１０］
太陽電池の基板上に複数の層を形成する方法であって、
背中合わせに配置された２枚のウェハをそれぞれ収容する１以上のウェハ収容スロットに複数のウェハを有するウェハキャリアを炉内に搬入する工程と、
上記炉内で、上記複数のウェハのぞれぞれの全ての面にトンネル酸化物層を形成する工程と、
上記炉から上記複数のウェハを取り出すことなく、上記トンネル酸化物層上にアモルファス層を形成する工程とを備え、
上記アモルファス層は、上記背中合わせに配置された２枚のウェハの接触部分以外の上記トンネル酸化物層の全ての部分に形成される方法。
［項目１１］
上記背中合わせに配置された２枚のウェハについて、それぞれのウェハの裏面に上記アモルファス層のリングパターンが形成される、
項目１０に記載の方法。
［項目１２］
上記アモルファス層を形成する工程の後に、上記ウェハそれぞれの上記裏面に、酸化剤を含む洗浄液を塗布する工程と、
上記洗浄液を塗布する工程の後に、上記ウェハそれぞれの上記裏面に、水酸化物を含むテクスチャ加工溶液を塗布する工程とを更に備える項目１１に記載の方法。
［項目１３］
上記酸化剤は、オゾン及び過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）からなる一群から選択され、
上記水酸化物は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）及び水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）からなる一群から選択される項目１２に記載の方法。
［項目１４］
上記複数のウェハはそれぞれシリコンを含み、上記トンネル酸化物層は二酸化シリコンを含み、上記アモルファス層はシリコンを含む項目１０に記載の方法。
［項目１５］
上記トンネル酸化物層を形成する工程は、上記複数のウェハのそれぞれを上記炉内で約９００℃の温度で加熱する工程を有する項目１０に記載の方法。
［項目１６］
上記複数のウェハのそれぞれを上記炉内で約９００℃の温度で加熱する工程は、約１．５ナノメートルの厚さを有する上記トンネル酸化物層を設けるべく、約５００ｍＴｏｒｒ（０．０６７ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約３分間加熱する工程を含む項目１５に記載の方法。
［項目１７］
上記トンネル酸化物層を形成する工程は、上記複数のウェハのそれぞれを上記炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程を含む、項目１０に記載の方法。
［項目１８］
上記複数のウェハのそれぞれを上記炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程は、約１．５ナノメートルの厚さを有する上記トンネル酸化物層を設けるべく、約３００Ｔｏｒｒ（３９．９ｋＰ）の圧力の酸素の雰囲気中で約５６５℃の温度で約６０分間加熱する工程を含む項目１７に記載の方法。
［項目１９］
上記アモルファス層を形成する工程は、上記炉内で上記アモルファス層を５７５℃未満の温度で堆積させる工程を含む項目１０に記載の方法。
［項目２０］
上記炉内で上記アモルファス層を５７５℃未満の温度で堆積させる工程は、約２００〜３００ナノメートルの範囲の厚さを有するアモルファス層を設けるべく、約３５０ｍＴｏｒｒ（０．０４７ｋＰａ）の圧力のシラン（ＳｉＨ４）の雰囲気中で、約５６５℃の温度に加熱する工程を含む、項目１９に記載の方法。
［項目２１］
シリコンウェハの全ての表面に堆積された二酸化シリコンを含むトンネル酸化物層と、
上記トンネル酸化物層上に堆積された多結晶層であって、上記多結晶層のリングパターンを含む上記シリコンウェハの裏面以外の上記トンネル酸化物層の全ての部分に堆積された多結晶層とを備える太陽電池基板。
［項目２２］
シリコンウェハの全ての表面に堆積された二酸化シリコンを含むトンネル酸化物層と、
上記トンネル酸化物層上に堆積されたアモルファス層であって、上記アモルファス層のリングパターンを含む上記シリコンウェハの裏面以外の上記トンネル酸化物層の全ての部分に堆積されたアモルファス層とを備える太陽電池基板。

Claims (22)

  1. 太陽電池のエミッタ領域を製造する方法であって、
    炉内で基板の表面に、二酸化シリコンを含むトンネル酸化物層を形成する工程と、
    前記炉から前記基板を取り出すことなく、
    前記トンネル酸化物層上にアモルファス層を形成する工程と、
    Ｎ型ドーパントを含む第１の領域及びＰ型ドーパントを含む第２の領域を設けるべく、前記アモルファス層をドーピングする工程と、
    その後に、Ｎ型ドープ領域とＰ型ドープ領域とを有する多結晶層を設けるべく、前記アモルファス層を加熱する工程と、
    を備える方法。
  2. 前記基板はシリコンを含み、
    前記アモルファス層はシリコンを含み、
    前記Ｎ型ドーパントはリンを含み、
    前記Ｐ型ドーパントがホウ素を含む、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記トンネル酸化物層を形成する工程は、前記トンネル酸化物層を設けるべく、前記基板を、酸素又はＮ２Ｏを含む雰囲気中で加熱する工程を含む、
    請求項１又は請求項２に記載の方法。
  4. 前記トンネル酸化物層を形成する工程は、前記基板を前記炉内で約９００℃の温度で加熱する工程を有する、
    請求項１又は２に記載の方法。
  5. 前記基板を前記炉内で約９００℃の温度で加熱する工程は、約１．５ナノメートルの厚さを有する前記トンネル酸化物層を設けるべく、約５００ｍＴｏｒｒ（０．０６７ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約３分間加熱する工程をさらに含む、
    請求項４に記載の方法。
  6. 前記トンネル酸化物層を形成する工程は、前記基板を前記炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程を含む、
    請求項１又は２に記載の方法。
  7. 前記基板を前記炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程は、約１．５ナノメートルの厚さを有する前記トンネル酸化物層を設けるべく、約３００Ｔｏｒｒ（３９．９ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約５６５℃の温度で約６０分間加熱する工程をさらに含む、
    請求項６に記載の方法。
  8. 前記アモルファス層を形成する工程は、前記炉内で前記アモルファス層を５７５℃未満の温度で堆積させる工程を含む、
    請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記炉内で前記アモルファス層を５７５℃未満の温度で堆積させる工程は、約２００〜３００ナノメートルの範囲の厚さを有する前記アモルファス層を設けるべく、約３５０ｍＴｏｒｒ（０．０４７ｋＰａ）の圧力のシラン（ＳｉＨ４）の雰囲気中で、約５６５℃の温度で加熱する工程をさらに含む、
    請求項８に記載の方法。
  10. 前記トンネル酸化物層及び前記アモルファス層の両方は、約５６５℃の温度で形成され、
    前記多結晶層を設けるべく前記アモルファス層を加熱する工程は、約９８０℃の温度で加熱する工程を含む、
    請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の方法。
  11. ウェハキャリアが背中合わせに配置された２枚のウェハを収容する１以上のウェハ収容スロットを有し、複数のウェハとともに前記ウェハキャリアを炉内に搬入する工程をさらに備え、
    前記炉内で基板の表面に、二酸化シリコンを含む前記トンネル酸化物層を形成する工程は、前記炉内で、前記複数のウェハのぞれぞれの全ての面に前記トンネル酸化物層を形成する工程を有し、
    前記炉から前記基板を取り出すことなく、前記トンネル酸化物層上に前記アモルファス層を形成する工程は、前記炉から前記複数のウェハを取り出すことなく、前記トンネル酸化物層上に前記アモルファス層を形成する工程を有し、
    前記アモルファス層は、背中合わせに配置されたウェハ間の接触部分以外の前記トンネル酸化物層の全ての部分に形成される、
    請求項１に記載の方法。
  12. 前記背中合わせに配置されたウェハについて、それぞれのウェハの裏面に前記アモルファス層のリングパターンが形成される、
    請求項１１に記載の方法。
  13. 前記アモルファス層を形成する工程の後に、前記ウェハそれぞれの前記裏面に、酸化剤を含む洗浄液を塗布する工程と、
    その後に、前記ウェハそれぞれの前記裏面に、水酸化物を含むテクスチャ加工溶液を塗布する工程と、
    を更に備える、
    請求項１２に記載の方法。
  14. 前記酸化剤は、オゾン及び過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）からなる一群から選択され、
    前記水酸化物は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）及び水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）からなる一群から選択される、
    請求項１３に記載の方法。
  15. 前記複数のウェハはそれぞれシリコンを含み、
    前記アモルファス層はシリコンを含む、
    請求項１１から請求項１４までのいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記トンネル酸化物層を形成する工程は、前記トンネル酸化物層を設けるべく、前記複数のウェハのそれぞれを、酸素又はＮ２Ｏを含む雰囲気中で加熱する工程を含む、
    請求項１１から請求項１５までのいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記トンネル酸化物層を形成する工程は、前記複数のウェハのそれぞれを前記炉内で約９００℃の温度で加熱する工程を有する、
    請求項１１から請求項１５までのいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記複数のウェハのそれぞれを前記炉内で約９００℃の温度で加熱する工程は、約１．５ナノメートルの厚さを有する前記トンネル酸化物層を設けるべく、約５００ｍＴｏｒｒ（０．０６７ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約３分間加熱する工程を含む、
    請求項１７に記載の方法。
  19. 前記トンネル酸化物層を形成する工程は、前記複数のウェハのそれぞれを前記炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程を含む、
    請求項１１から請求項１５までのいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記複数のウェハのそれぞれを前記炉内で６００℃未満の温度で加熱する工程は、約１．５ナノメートルの厚さを有する前記トンネル酸化物層を設けるべく、約３００Ｔｏｒｒ（３９．９ｋＰａ）の圧力の酸素の雰囲気中で約５６５℃の温度で約６０分間加熱する工程をさらに含む、
    請求項１９に記載の方法。
  21. 前記アモルファス層を形成する工程は、前記炉内で前記アモルファス層を５７５℃未満の温度で堆積させる工程を含む、
    請求項１１から請求項２０までのいずれか一項に記載の方法。
  22. 前記炉内で前記アモルファス層を５７５℃未満の温度で堆積させる工程は、約２００〜３００ナノメートルの範囲の厚さを有するアモルファス層を設けるべく、約３５０ｍＴｏｒｒ（０．０４７ｋＰａ）の圧力のシラン（ＳｉＨ４）の雰囲気中で、約５６５℃の温度で加熱する工程をさらに含む、
    請求項２１に記載の方法。
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