JP2016134557A - Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer using the same and method for manufacturing the same, solar battery element and method for manufacturing the same, and solar battery - Google Patents

Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer using the same and method for manufacturing the same, solar battery element and method for manufacturing the same, and solar battery Download PDF

Info

Publication number
JP2016134557A
JP2016134557A JP2015009499A JP2015009499A JP2016134557A JP 2016134557 A JP2016134557 A JP 2016134557A JP 2015009499 A JP2015009499 A JP 2015009499A JP 2015009499 A JP2015009499 A JP 2015009499A JP 2016134557 A JP2016134557 A JP 2016134557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passivation layer
composition
forming
layer
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015009499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
児玉 俊輔
Shunsuke Kodama
俊輔 児玉
野尻 剛
Takeshi Nojiri
剛 野尻
倉田 靖
Yasushi Kurata
靖 倉田
田中 徹
Toru Tanaka
徹 田中
真年 森下
Masatoshi Morishita
真年 森下
剛 早坂
Takeshi Hayasaka
剛 早坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2015009499A priority Critical patent/JP2016134557A/en
Publication of JP2016134557A publication Critical patent/JP2016134557A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition having a good pattern formation and capable of forming a passivation layer with a good passivation effect in a simple manner, a semiconductor substrate with the passivation layer using the same and a method for manufacturing the same, a solar battery element and a method for manufacturing the same, and a solar battery.SOLUTION: A composition 5 for forming a passivation layer contains a compound represented by a general formula (I) and an organic compound represented by a general formula (II), and a content of the general formula (II) is 30 to 90 mass%, based on 100 mass% of the composition for forming the passivation layer. In the general formula(I), M represents at least one selected from the group consisting of Al, Nb, Ta, V, Y and Hf. R1 independently represents alkyl group or aryl group. The m represents an integer of 1-5.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、パッシベーション層形成用組成物、これを用いたパッシベーション層付半導体基板及びその製造方法、太陽電池素子及びその製造方法、並びに太陽電池に関する。   The present invention relates to a composition for forming a passivation layer, a semiconductor substrate with a passivation layer using the composition, a manufacturing method thereof, a solar cell element, a manufacturing method thereof, and a solar cell.

従来のシリコン太陽電池素子の製造工程について説明する。
まず、光閉じ込め効果を促して高効率化を図るよう、テクスチャー構造を形成したp型シリコン基板を準備し、続いてオキシ塩化リン(POCl)、窒素及び酸素の混合ガス雰囲気において800〜900℃で数十分の処理を行って一様にn型拡散層を形成する。この従来の方法では、混合ガスを用いてリンの拡散を行うため、表面のみならず、側面及び裏面にもn型拡散層が形成される。そのため、側面に形成されたn型拡散層を除去するためのサイドエッチングを行っている。また、裏面に形成されたn型拡散層はp型拡散層へ変換する必要がある。このため、裏面全体にアルミニウム粉末及びバインダを含むアルミニウムペーストを塗布し、これを熱処理(焼成)することで、n型拡散層をp型拡散層に変換し、且つアルミニウム電極を形成することでオーミックコンタクトを得ている。
The manufacturing process of the conventional silicon solar cell element is demonstrated.
First, a p-type silicon substrate having a textured structure is prepared so as to promote the light confinement effect and achieve high efficiency, and then 800 to 900 ° C. in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen. The n-type diffusion layer is uniformly formed by performing several tens of minutes. In this conventional method, since phosphorus is diffused using a mixed gas, n-type diffusion layers are formed not only on the surface but also on the side surface and the back surface. Therefore, side etching is performed to remove the n-type diffusion layer formed on the side surface. Further, the n-type diffusion layer formed on the back surface needs to be converted into a p + -type diffusion layer. For this reason, by applying an aluminum paste containing aluminum powder and a binder to the entire back surface and heat-treating (baking) it, the n-type diffusion layer is converted into a p + -type diffusion layer and an aluminum electrode is formed. Get ohmic contact.

しかしながら、アルミニウムペーストから形成されるアルミニウム電極は導電率が低く、シート抵抗を下げるために、通常裏面全体に形成したアルミニウム電極は熱処理(焼成)後において10〜20μmほどの厚みを有していなければならない。更に、シリコンとアルミニウムとでは熱膨張率が大きく異なることから、アルミニウム電極が形成されたシリコン基板において、熱処理(焼成)及び冷却の過程で、シリコン基板中に大きな内部応力が発生し、結晶粒界へのダメージ、結晶欠陥の増長及び反りの原因となる。   However, an aluminum electrode formed from an aluminum paste has low conductivity, and in order to reduce sheet resistance, an aluminum electrode generally formed on the entire back surface must have a thickness of about 10 to 20 μm after heat treatment (firing). Don't be. Furthermore, since the thermal expansion coefficient differs greatly between silicon and aluminum, a large internal stress is generated in the silicon substrate during the heat treatment (firing) and cooling in the silicon substrate on which the aluminum electrode is formed, and the grain boundary Cause damage, crystal defect growth, and warping.

この問題を解決するために、アルミニウムペーストの塗布量を減らし、裏面電極層の厚さを薄くする方法がある。しかしながら、アルミニウムペーストの塗布量を減らすと、p型シリコン半導体基板の表面から内部に拡散するアルミニウムの量が不充分となる。その結果、所望のBSF(Back Surface Field)効果(p型拡散層の存在により生成キャリアの収集効率が向上する効果)を達成することができないため、太陽電池の特性が低下するという問題が生じる。 In order to solve this problem, there is a method of reducing the coating amount of the aluminum paste and reducing the thickness of the back electrode layer. However, when the amount of aluminum paste applied is reduced, the amount of aluminum diffusing from the surface of the p-type silicon semiconductor substrate becomes insufficient. As a result, the desired BSF (Back Surface Field) effect (the effect of improving the collection efficiency of the generated carriers due to the presence of the p + -type diffusion layer) cannot be achieved, resulting in a problem that the characteristics of the solar cell deteriorate. .

上記に関連して、アルミニウムペーストをシリコン基板表面の一部に付与して部分的にp型拡散層とアルミニウム電極とを形成するポイントコンタクトの手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような受光面とは反対の面(以下、「裏面」ともいう)にポイントコンタクト構造を有する太陽電池の場合、アルミニウム電極以外の部分の表面において、少数キャリアの再結合速度を抑制する必要がある。そのための裏面用のパッシベーション層として、SiO膜等が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このようなSiO膜を形成することによるパッシベーション効果としては、シリコン基板の裏面表層部におけるケイ素原子の未結合手を終端させ、再結合の原因となる表面準位密度を低減させる効果がある。
In relation to the above, a point contact technique has been proposed in which an aluminum paste is applied to a part of the surface of a silicon substrate to partially form a p + -type diffusion layer and an aluminum electrode (for example, see Patent Document 1). ).
In the case of a solar cell having a point contact structure on the surface opposite to the light receiving surface (hereinafter also referred to as “back surface”), it is necessary to suppress the recombination rate of minority carriers on the surface of the portion other than the aluminum electrode. is there. For this purpose, a SiO 2 film or the like has been proposed as a passivation layer for the back surface (see, for example, Patent Document 2). As a passivation effect by forming such a SiO 2 film, there is an effect of terminating the dangling bonds of silicon atoms in the back surface layer portion of the silicon substrate and reducing the surface state density causing recombination.

また、少数キャリアの再結合を抑制する別の方法として、パッシベーション層内の固定電荷が発生する電界によって少数キャリア密度を低減する方法がある。このようなパッシベーション効果は一般に電界効果と呼ばれ、負の固定電荷を有する材料として酸化アルミニウム(Al)膜等が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
このようなパッシベーション層は、一般的にはALD(Atomic Layer Deposition)法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の方法で形成される(例えば、非特許文献1参照)。また半導体基板上に酸化アルミニウム膜を形成する簡便な手法として、ゾルゲル法による手法が提案されている(例えば、非特許文献2及び3参照)。
As another method of suppressing recombination of minority carriers, there is a method of reducing the minority carrier density by an electric field that generates fixed charges in the passivation layer. Such a passivation effect is generally called a field effect, and an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film or the like has been proposed as a material having a negative fixed charge (see, for example, Patent Document 3).
Such a passivation layer is generally formed by a method such as an ALD (Atomic Layer Deposition) method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method (for example, see Non-Patent Document 1). As a simple method for forming an aluminum oxide film on a semiconductor substrate, a sol-gel method has been proposed (see, for example, Non-Patent Documents 2 and 3).

特許第3107287号公報Japanese Patent No. 3107287 特開2004−6565号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-6565 特許第4767110号公報Japanese Patent No. 4767110

Journal of Applied Physics, 104(2008),113703−1〜113703−7Journal of Applied Physics, 104 (2008), 113703-1 to 113703-7. Thin Solid Films,517(2009),6327−6330Thin Solid Films, 517 (2009), 6327-6330 Chinese Physics Letters,26(2009),088102−1〜088102−4Chinese Physics Letters, 26 (2009), 088102-1 to 088102-4

非特許文献1に記載の手法は、蒸着等の複雑な製造工程を含むため、生産性を向上させることが困難な場合がある。また、非特許文献2及び3に記載の手法に用いるパッシベーション層形成用組成物では、スピンコート法を製造工程に含むため、短工程で目的のパターンに成膜を行うことが困難な場合がある。   Since the method described in Non-Patent Document 1 includes complicated manufacturing processes such as vapor deposition, it may be difficult to improve productivity. Moreover, in the composition for forming a passivation layer used in the methods described in Non-Patent Documents 2 and 3, since the spin coating method is included in the manufacturing process, it may be difficult to form a film in a target pattern in a short process. .

本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、パターン形成性に優れ、パッシベーション効果に優れたパッシベーション層を簡便な手法で形成することが可能なパッシベーション層形成用組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いて得られ、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を備えるパッシベーション層付半導体基板及びその製造方法、並びに優れた変換効率を有する太陽電池素子及びその製造方法並びに太陽電池を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a composition for forming a passivation layer capable of forming a passivation layer having an excellent pattern forming property and an excellent passivation effect by a simple method. The task is to do. In addition, the present invention provides a semiconductor substrate with a passivation layer, which is obtained using the composition for forming a passivation layer of the present invention and has a passivation layer having an excellent passivation effect, a manufacturing method thereof, and a solar cell having excellent conversion efficiency. It is an object to provide an element, a manufacturing method thereof, and a solar cell.

前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 下記一般式(I)で表される化合物と、下記一般式(II)で表される有機化合物と、を含み、前記一般式(II)の含有率が、パッシベーション層形成用組成物100質量%に対して、30〜90質量%であるパッシベーション層形成用組成物。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> A composition for forming a passivation layer, comprising a compound represented by the following general formula (I) and an organic compound represented by the following general formula (II), wherein the content of the general formula (II) is The composition for formation of a passivation layer which is 30-90 mass% with respect to 100 mass%.

Figure 2016134557
[一般式(I)中、Mは、Al、Nb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種を表す。Rはそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。mは1〜5の整数を表す。]
Figure 2016134557
[In General Formula (I), M represents at least one selected from the group consisting of Al, Nb, Ta, V, Y, and Hf. R 1 independently represents an alkyl group or an aryl group. m represents an integer of 1 to 5. ]

Figure 2016134557
Figure 2016134557

<2> 更に、下記一般式(III)で表される化合物を含む、<1>に記載のパッシベーション層形成用組成物。 <2> The composition for forming a passivation layer according to <1>, further comprising a compound represented by the following general formula (III).

Figure 2016134557
[一般式(III)中、Rはそれぞれ独立してアルキル基を表す。nは1〜3の整数を表す。X及びXはそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。]
Figure 2016134557
[In General Formula (III), each R 2 independently represents an alkyl group. n represents an integer of 1 to 3. X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. R 3 , R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. ]

<3> 半導体基板と、前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、<1>又は<2>に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、を有するパッシベーション層付半導体基板。 <3> a semiconductor substrate and a passivation layer that is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer according to <1> or <2>, provided on at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate. A semiconductor substrate with a passivation layer.

<4> 半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、<1>又は<2>に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を熱処理してパッシベーション層を形成する工程と、を有するパッシベーション層付半導体基板の製造方法。 <4> forming a composition layer by applying the passivation layer forming composition according to <1> or <2> to at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate; and A method of manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer, comprising: a step of forming a passivation layer by heat treatment.

<5> p型層及びn型層がpn接合されてなるpn接合部を有する半導体基板と、前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、<1>又は<2>に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、前記p型層及び前記n型層の少なくとも一方の層上に配置される電極と、を有する太陽電池素子。 <5> The semiconductor substrate according to <1> or <2>, which is provided on at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate having a pn junction part in which a p-type layer and an n-type layer are pn-junctioned. A solar cell element comprising: a passivation layer that is a heat treatment product of the passivation layer forming composition; and an electrode disposed on at least one of the p-type layer and the n-type layer.

<6> p型層及びn型層がpn接合されてなるpn接合部を有する半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、<1>又は<2>に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を熱処理して、パッシベーション層を形成する工程と、前記p型層及びn型層の少なくとも一方の層上に、電極を配置する工程と、を有する太陽電池素子の製造方法。 <6> The composition for forming a passivation layer according to <1> or <2>, wherein at least part of at least one surface of a semiconductor substrate having a pn junction formed by pn junction of a p-type layer and an n-type layer. An electrode is disposed on at least one of the p-type layer and the n-type layer, and a step of forming a passivation layer by heat-treating the composition layer. And a method for producing a solar cell element.

<7> <5>に記載の太陽電池素子と、前記太陽電池素子の前記電極上に配置される配線材料と、を有する太陽電池。 <7> A solar cell comprising the solar cell element according to <5> and a wiring material disposed on the electrode of the solar cell element.

本発明によれば、パターン形成性に優れ、パッシベーション効果に優れたパッシベーション層を簡便な手法で形成することが可能なパッシベーション層形成用組成物を提供することができる。また、本発明によれば、本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いて得られ、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を備えるパッシベーション層付半導体基板及びその製造方法、優れた変換効率を有する太陽電池素子及びその製造方法、並びに太陽電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composition for passivation layer formation which can form the passivation layer excellent in the pattern formation property and excellent in the passivation effect by a simple method can be provided. Further, according to the present invention, a semiconductor substrate with a passivation layer, which is obtained using the composition for forming a passivation layer of the present invention and has a passivation layer having an excellent passivation effect, a manufacturing method thereof, and a solar having excellent conversion efficiency A battery element, a manufacturing method thereof, and a solar battery can be provided.

本実施形態に係るパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing method of the solar cell element which has a passivation layer which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の他の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another example of the manufacturing method of the solar cell element which has a passivation layer which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の他の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another example of the manufacturing method of the solar cell element which has a passivation layer which concerns on this embodiment. 本実施形態の太陽電池素子の受光面の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the light-receiving surface of the solar cell element of this embodiment. 本実施形態に係るパッシベーション層の裏面における形成パターンの一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the formation pattern in the back surface of the passivation layer which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るパッシベーション層の裏面における形成パターンの他の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows another example of the formation pattern in the back surface of the passivation layer which concerns on this embodiment. 図5のA部を拡大した概略平面図である。It is the schematic plan view to which the A section of FIG. 5 was expanded. 図5のB部を拡大した概略平面図である。It is the schematic plan view to which the B section of FIG. 5 was expanded. 本実施形態の太陽電池素子の裏面の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the back surface of the solar cell element of this embodiment. 本実施形態の太陽電池の製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of the solar cell of this embodiment.

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。更に組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。また、本明細書において「層」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構成に加え、一部に形成されている形状の構成も包含される。   In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in this term if the purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. Moreover, the numerical range shown using "to" shows the range which includes the numerical value described before and behind "to" as a minimum value and a maximum value, respectively. Furthermore, the content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. In addition, in the present specification, the term “layer” includes a configuration of a shape formed in part in addition to a configuration of a shape formed on the entire surface when observed as a plan view.

<パッシベーション層形成用組成物>
本発明の第1のパッシベーション層形成用組成物は、下記一般式(I)で表される化合物(以下、「式(I)化合物」ともいう)と、下記一般式(II)で表される有機化合物(以下、「式(II)化合物」ともいう)と、を含む。
本発明のパッシベーション層形成用組成物は必要に応じてその他の成分を更に含んでいてもよい。本発明のパッシベーション層形成用組成物が上記成分を含むことで、パターン形成性に優れ、パッシベーション効果に優れたパッシベーション層を簡便な手法で形成することが可能である。
<Composition for forming a passivation layer>
The first composition for forming a passivation layer of the present invention is represented by a compound represented by the following general formula (I) (hereinafter also referred to as “compound of formula (I)”) and the following general formula (II). Organic compounds (hereinafter also referred to as “compounds of formula (II)”).
The composition for forming a passivation layer of the present invention may further contain other components as necessary. When the composition for forming a passivation layer of the present invention contains the above components, it is possible to form a passivation layer having excellent pattern forming properties and excellent passivation effect by a simple technique.

Figure 2016134557
Figure 2016134557

一般式(I)中、Mは、Al、Nb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種を表す。Rはそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。mは1〜5の整数を表す。 In general formula (I), M represents at least one selected from the group consisting of Al, Nb, Ta, V, Y, and Hf. R 1 independently represents an alkyl group or an aryl group. m represents an integer of 1 to 5.

式(I)化合物と式(II)化合物とを含むパッシベーション層形成用組成物を、半導体基板に付与して所望の形状の組成物層を形成し、これを熱処理(焼成)することで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を所望の形状に形成することができる。本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いる手法は、蒸着装置等を必要としない簡便で生産性の高い方法である。更にマスク処理等の煩雑な工程を要することなく、所望の形状にパッシベーション層を形成できる。また前記パッシベーション層形成用組成物は式(I)化合物を含むことで、ゲル化等の不具合の発生が抑制されて経時的な保存安定性に優れる。本発明のパッシベーション層形成用組成物は一般式(II)で表される有機化合物を含有するため、所望の形状の組成物層を形成することができる一方で、一般式(II)で表される有機化合物は加熱により気化させることによって消失させることができるため、黒色残渣の発生が抑制される。   A composition for forming a passivation layer containing a compound of formula (I) and a compound of formula (II) is applied to a semiconductor substrate to form a composition layer of a desired shape, and this is heat-treated (fired). A passivation layer having a passivation effect can be formed in a desired shape. The method using the composition for forming a passivation layer of the present invention is a simple and highly productive method that does not require a vapor deposition apparatus or the like. Further, the passivation layer can be formed in a desired shape without requiring a complicated process such as mask processing. In addition, since the composition for forming a passivation layer contains the compound of formula (I), occurrence of problems such as gelation is suppressed, and the storage stability with time is excellent. Since the composition for forming a passivation layer of the present invention contains an organic compound represented by the general formula (II), a composition layer having a desired shape can be formed, while represented by the general formula (II). Since the organic compound can be eliminated by vaporization by heating, the generation of black residue is suppressed.

本明細書において、半導体基板のパッシベーション効果は、パッシベーション層が形成された半導体基板内の少数キャリアの実効ライフタイムを、日本セミラボ株式会社製WT−2000PVN等の装置を用いて、反射マイクロ波光導電減衰法によって測定することで評価することができる。   In this specification, the passivation effect of a semiconductor substrate is obtained by reflecting the effective lifetime of minority carriers in a semiconductor substrate on which a passivation layer is formed, using a device such as WT-2000PVN manufactured by Nippon Semilab Co., Ltd. It can be evaluated by measuring by the method.

ここで、実効ライフタイムτは、半導体基板内部のバルクライフタイムτと、半導体基板表面の表面ライフタイムτとによって下記式(A)のように表される。半導体基板表面の表面準位密度が小さい場合にはτが長くなる結果、実効ライフタイムτが長くなる。また、半導体基板内部のダングリングボンド等の欠陥が少なくなっても、バルクライフタイムτが長くなって実効ライフタイムτが長くなる。すなわち、実効ライフタイムτの測定によってパッシベーション層と半導体基板との界面特性、及び、ダングリングボンド等の半導体基板の内部特性を評価することができる。 Here, the effective lifetime τ is expressed by the following equation (A) by the bulk lifetime τ b inside the semiconductor substrate and the surface lifetime τ s of the semiconductor substrate surface. When the surface state density on the surface of the semiconductor substrate is small, τ s becomes long, resulting in a long effective lifetime τ. Further, even if defects such as dangling bonds in the semiconductor substrate are reduced, the bulk lifetime τ b is increased and the effective lifetime τ is increased. That is, by measuring the effective lifetime τ, the interface characteristics between the passivation layer and the semiconductor substrate and the internal characteristics of the semiconductor substrate such as dangling bonds can be evaluated.

Figure 2016134557
Figure 2016134557

尚、実効ライフタイムが長いほど少数キャリアの再結合速度が遅いことを示す。また実効ライフタイムが長い半導体基板を用いて太陽電池素子を構成することで、変換効率が向上する。   Note that the longer the effective lifetime, the slower the recombination rate of minority carriers. Moreover, conversion efficiency improves by comprising a solar cell element using the semiconductor substrate with a long effective lifetime.

(一般式(I)で表される化合物)
パッシベーション層形成用組成物は、前記一般式(I)で表される化合物(式(I)化合物)の少なくとも1種を含む。パッシベーション層形成用組成物が式(I)化合物の少なくとも1種を含むことで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができる、この理由は以下のように考えることができる。
(Compound represented by formula (I))
The composition for forming a passivation layer contains at least one compound represented by the general formula (I) (compound of formula (I)). When the composition for forming a passivation layer contains at least one compound of formula (I), a passivation layer having an excellent passivation effect can be formed. The reason for this can be considered as follows.

式(I)化合物を含有するパッシベーション層形成用組成物を熱処理(焼成)することにより形成される金属酸化物は、金属原子又は酸素原子の欠陥を有し、固定電荷を生じやすくなると考えられる。この固定電荷が半導体基板の界面付近で電荷を発生させることで少数キャリアの濃度を低下させることができ、結果的に界面でのキャリア再結合速度が抑制され、優れたパッシベーション効果が奏されると考えられる。   The metal oxide formed by heat-treating (firing) the passivation layer-forming composition containing the compound of formula (I) is considered to have defects of metal atoms or oxygen atoms and easily generate fixed charges. When this fixed charge generates charge near the interface of the semiconductor substrate, the concentration of minority carriers can be reduced. As a result, the carrier recombination rate at the interface is suppressed, and an excellent passivation effect is achieved. Conceivable.

ここで、半導体基板上で固定電荷を発生させるパッシベーション層の状態については、半導体基板の断面を走査型透過電子顕微鏡(STEM、Scanning Transmission Electron Microscope)による電子エネルギー損失分光法(EELS、Electron Energy Loss Spectroscopy)の分析で結合様式を調べることにより評価できる。また、X線回折スペクトル(XRD、X−ray diffraction)を測定することにより、パッシベーション層の界面付近の結晶相を確認することができる。更に、パッシベーション層がもつ固定電荷は、CV法(Capacitance Voltage measurement)で評価することが可能である。   Here, as for the state of the passivation layer that generates a fixed charge on the semiconductor substrate, the cross section of the semiconductor substrate is subjected to electron transmission loss electron spectroscopy (EELS, Electron Energy Loss Spectroscopy) using a Scanning Transmission Electron Microscope (STEM, Scanning Transmission Electron Microscope). It can be evaluated by examining the binding mode in the analysis of). In addition, by measuring an X-ray diffraction spectrum (XRD, X-ray diffraction), the crystal phase near the interface of the passivation layer can be confirmed. Furthermore, the fixed charge of the passivation layer can be evaluated by a CV method (Capacitance Voltage measurement).

一般式(I)において、Mは、Al、Nb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種であり、パッシベーション効果、パッシベーション層形成用組成物のパターン形成性、及びパッシベーション層形成用組成物を調製する際の作業性の観点から、MとしてはAl、Nb、Ta及びYからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。   In the general formula (I), M is at least one selected from the group consisting of Al, Nb, Ta, V, Y, and Hf. The passivation effect, the pattern forming property of the composition for forming a passivation layer, and the passivation From the viewpoint of workability in preparing the layer forming composition, M is preferably at least one selected from the group consisting of Al, Nb, Ta and Y.

一般式(I)において、Rはそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表し、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜4のアルキル基が更に好ましい。Rで表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
で表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルヘキシル基等を挙げることができる。
で表されるアリール基として具体的には、フェニル基を挙げることができる。
で表されるアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよく、前記置換基としては、メチル基、エチル基、i−プロピル基、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。
中でもRは、水との反応性及びパッシベーション効果の観点から、炭素数1〜8の無置換のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
In the general formula (I), each R 1 independently represents an alkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Are more preferable, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable. The alkyl group represented by R 1 may be linear or branched.
Examples of the alkyl group represented by R 1 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, hexyl group, An octyl group, an ethylhexyl group, etc. can be mentioned.
Specific examples of the aryl group represented by R 1 include a phenyl group.
The alkyl group and aryl group represented by R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include methyl group, ethyl group, i-propyl group, amino group, hydroxy group, carboxy group, sulfo group. Group, nitro group and the like.
Among these, R 1 is preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, from the viewpoint of reactivity with water and a passivation effect. preferable.

一般式(I)において、mは1〜5の整数を表す。ここで、水との反応性の観点から、MがAlである場合にはmが3であることが好ましく、MがNbである場合にはmが5であることが好ましく、MがTaである場合にはmが5であることが好ましく、MがVである場合にはmが3であることが好ましく、MがYである場合にはmが3であることが好ましく、MがHfである場合にはmが4であることが好ましい。   In general formula (I), m represents an integer of 1 to 5. Here, from the viewpoint of reactivity with water, m is preferably 3 when M is Al, m is preferably 5 when M is Nb, and M is Ta. In some cases, m is preferably 5, m is preferably V when m is V, m is preferably 3 when M is Y, and M is Hf. In this case, m is preferably 4.

式(I)化合物としては、Mが、Al、Nb、Ta及びYからなる群より選択される少なくとも1種であり、Rが炭素数1〜4の無置換のアルキル基であり、mが1〜5の整数であることが好ましく、MがNbであり、Rが炭素数1〜4の無置換のアルキル基であり、mが5であることがより好ましい。 As the compound of formula (I), M is at least one selected from the group consisting of Al, Nb, Ta and Y, R 1 is an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m is It is preferably an integer of 1 to 5, more preferably M is Nb, R 1 is an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m is 5.

一般式(I)で表される化合物の状態は、固体であっても液体であってもよい。パッシベーション層形成用組成物の保存安定性、及び後述する一般式(III)で表わされる化合物を併用する場合における混合性の観点から、一般式(I)で表わされる化合物は、液体であることが好ましい。   The state of the compound represented by the general formula (I) may be solid or liquid. From the viewpoint of the storage stability of the composition for forming a passivation layer and the miscibility in the case where a compound represented by the general formula (III) described later is used in combination, the compound represented by the general formula (I) may be a liquid. preferable.

式(I)化合物は、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウム−i−プロポキシド、アルミニウム−n−プロポキシド、アルミニウム−n−ブトキシド、アルミニウム−t−ブトキシド、アルミニウム−i−ブトキシド、ニオブメトキシド、ニオブエトキシド、ニオブ−i−プロポキシド、ニオブ−n−プロポキシド、ニオブ−n−ブトキシド、ニオブ−t−ブトキシド、ニオブ−i−ブトキシド、タンタルメトキシド、タンタルエトキシド、タンタル−i−プロポキシド、タンタル−n−プロポキシド、タンタル−n−ブトキシド、タンタル−t−ブトキシド、タンタル−i−ブトキシド、イットリウムメトキシド、イットリウムエトキシド、イットリウム−i−プロポキシド、イットリウム−n−プロポキシド、イットリウム−n−ブトキシド、イットリウム−t−ブトキシド、イットリウム−i−ブトキシド、バナジウムオキシメトキシド、バナジウムオキシエトキシド、バナジウムオキシ−i−プロポキシド、バナジウムオキシ−n−プロポキシド、バナジウムオキシ−n−ブトキシド、バナジウムオキシ−t−ブトキシド、バナジウムオキシ−i−ブトキシド、ハフニウムメトキシド、ハフニウムエトキシド、ハフニウム−i−プロポキシド、ハフニウム−n−プロポキシド、ハフニウム−n−ブトキシド、ハフニウム−t−ブトキシド、ハフニウム−i−ブトキシド等を挙げることができ、中でもアルミニウムエトキシド、アルミニウム−i−プロポキシド、アルミニウム−n−ブトキシド、ニオブエトキシド、ニオブ−n−プロポキシド、ニオブ−n−ブトキシド、タンタルエトキシド、タンタル−n−プロポキシド、タンタル−n−ブトキシド、イットリウム−i−プロポキシド、及びイットリウム−n−ブトキシドが好ましい。   The compound of formula (I) is aluminum methoxide, aluminum ethoxide, aluminum-i-propoxide, aluminum-n-propoxide, aluminum-n-butoxide, aluminum-t-butoxide, aluminum-i-butoxide, niobium methoxide. , Niobium ethoxide, niobium-i-propoxide, niobium-n-propoxide, niobium-n-butoxide, niobium-t-butoxide, niobium-i-butoxide, tantalum methoxide, tantalum ethoxide, tantalum-i-propoxy Tantalum-n-propoxide, tantalum-n-butoxide, tantalum-t-butoxide, tantalum-i-butoxide, yttrium methoxide, yttrium ethoxide, yttrium-i-propoxide, yttrium-n-propoxide, Yttrium-n-butoxide, yttrium-t-butoxide, yttrium-i-butoxide, vanadium oxymethoxide, vanadium oxyethoxide, vanadium oxy-i-propoxide, vanadium oxy-n-propoxide, vanadium oxy-n-butoxide , Vanadium oxy-t-butoxide, vanadium oxy-i-butoxide, hafnium methoxide, hafnium ethoxide, hafnium-i-propoxide, hafnium-n-propoxide, hafnium-n-butoxide, hafnium-t-butoxide, hafnium -I-butoxide and the like, among which aluminum ethoxide, aluminum-i-propoxide, aluminum-n-butoxide, niobium ethoxide, niobium-n-propoxide, niobium Bed -n- butoxide, tantalum ethoxide, tantalum -n- propoxide, tantalum -n- butoxide, yttrium -i- propoxide, and yttrium -n- butoxide are preferred.

また式(I)化合物は、調製したものを用いても、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、高純度化学研究所株式会社のペンタメトキシニオブ、ペンタエトキシニオブ、ペンタ−i−プロポキシニオブ、ペンタ−n−プロポキシニオブ、ペンタ−i−ブトキシニオブ、ペンタ−n−ブトキシニオブ、ペンタ−sec−ブトキシニオブ、ペンタメトキシタンタル、ペンタエトキシタンタル、ペンタ−i−プロポキシタンタル、ペンタ−n−プロポキシタンタル、ペンタ−i−ブトキシタンタル、ペンタ−n−ブトキシタンタル、ペンタ−sec−ブトキシタンタル、ペンタ−t−ブトキシタンタル、バナジウム(V)トリメトキシドオキシド、バナジウム(V)トリエトキシオキシド、バナジウム(V)トリ−i−プロポキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−n−プロポキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−i−ブトキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−n−ブトキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−sec−ブトキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−t−ブトキシドオキシド、トリ−i−プロポキシイットリウム、トリ−n−ブトキシイットリウム、テトラメトキシハフニウム、テトラエトキシハフニウム、テトラ−i−プロポキシハフニウム、テトラ−t−ブトキシハフニウム、北興化学工業株式会社のペンタエトキシニオブ、ペンタエトキシタンタル、ペンタブトキシタンタル、イットリウム−n−ブトキシド、ハフニウム−tert−ブトキシド、日亜化学工業株式会社のバナジウムオキシトリエトキシド、バナジウムオキシトリノルマルプロポキシド、バナジウムオキシトリノルマルブトキシド、バナジウムオキシトリイソブトキシド、バナジウムオキシトリセカンダリーブトキシド等を挙げることができる。   In addition, the compound of formula (I) may be a prepared product or a commercially available product. Commercially available products include, for example, pentamethoxyniobium, pentaethoxyniobium, penta-i-propoxyniobium, penta-n-propoxyniobium, penta-i-butoxyniobium, penta-n-butoxyniobium from High Purity Chemical Laboratory Co. , Penta-sec-butoxy niobium, pentamethoxy tantalum, pentaethoxy tantalum, penta-i-propoxy tantalum, penta-n-propoxy tantalum, penta-i-butoxy tantalum, penta-n-butoxy tantalum, penta-sec-butoxy tantalum , Penta-t-butoxytantalum, vanadium (V) trimethoxide oxide, vanadium (V) triethoxy oxide, vanadium (V) tri-i-propoxide oxide, vanadium (V) tri-n-propoxide oxide, vanadium (V Tri-i-butoxide oxide, vanadium (V) tri-n-butoxide oxide, vanadium (V) tri-sec-butoxide oxide, vanadium (V) tri-t-butoxide oxide, tri-i-propoxy yttrium, tri-n -Butoxy yttrium, tetramethoxy hafnium, tetraethoxy hafnium, tetra-i-propoxy hafnium, tetra-t-butoxy hafnium, pentaethoxyniobium, pentaethoxy tantalum, pentaboxy tantalum, yttrium-n-butoxide from Hokuko Chemical Co., Ltd. Hafnium-tert-butoxide, vanadium oxytriethoxide, vanadium oxytrinormal propoxide, vanadium oxytrinormal butoxide, vanadium oxy from Nichia Corporation Riisobutokishido, it can be mentioned vanadium oxy-tri secondary butoxide and the like.

式(I)化合物の調製には、特定の金属(M)のハロゲン化物とアルコールとを不活性有機溶媒の存在下で反応させ、更にハロゲンを引き抜くためにアンモニア又はアミン類を添加する方法(特開昭63−227593号公報及び特開平3−291247号公報)等、既知の製法を用いることができる。   The compound of formula (I) is prepared by reacting a specific metal (M) halide with an alcohol in the presence of an inert organic solvent, and further adding ammonia or amines to extract the halogen (specialty). Known manufacturing methods such as Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-227593 and Japanese Patent Laid-Open No. 3-291247) can be used.

式(I)化合物の一部は、後述する2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物と混合することでキレート構造を形成した化合物として本発明のパッシベーション層形成用組成物に含まれていてもよい。   A part of the compound of formula (I) may be contained in the composition for forming a passivation layer of the present invention as a compound in which a chelate structure is formed by mixing with a compound having a specific structure having two carbonyl groups described later. .

一般式(I)で表される化合物におけるキレート構造の存在は、通常用いられる分析方法で確認することができる。例えば、赤外分光スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、融点等を用いて確認することができる。   The presence of the chelate structure in the compound represented by the general formula (I) can be confirmed by a commonly used analytical method. For example, it can be confirmed using an infrared spectrum, a nuclear magnetic resonance spectrum, a melting point, or the like.

前記パッシベーション層形成用組成物に含まれる式(I)化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。式(I)化合物の含有率は、保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、パッシベーション層形成用組成物中に0.1〜80質量%とすることができ、0.5〜70質量%であることが好ましく、1〜60質量%であることがより好ましく、1〜50質量%であることが更に好ましい。   The content rate of the compound of Formula (I) contained in the said composition for formation of a passivation layer can be suitably selected as needed. The content rate of a compound of a formula (I) can be 0.1-80 mass% in the composition for passivation layer formation from a viewpoint of storage stability and a passivation effect, and is 0.5-70 mass%. It is preferably 1 to 60% by mass, more preferably 1 to 50% by mass.

(一般式(II)で表される有機化合物)
パッシベーション層形成用組成物は、一般式(II)で表される有機化合物(式(II)化合物)を含有する。
(Organic compound represented by general formula (II))
The composition for forming a passivation layer contains an organic compound (compound of formula (II)) represented by general formula (II).

Figure 2016134557
Figure 2016134557

パッシベーション層形成用組成物は、一般式(II)で表される有機化合物を含有することで、パッシベーション効果を向上することができ、また、熱処理(焼成)後の黒色残渣を抑制することができる。一般式(II)で表される有機化合物としては、例えば、イソボルニルシクロヘキサノールが挙げられる。   The composition for forming a passivation layer can improve the passivation effect by containing the organic compound represented by the general formula (II), and can suppress a black residue after heat treatment (firing). . As an organic compound represented by general formula (II), isobornyl cyclohexanol is mentioned, for example.

イソボルニルシクロヘキサノールとしては、「テルソルブ MTPH」(日本テルペン化学株式会社、商品名)が商業的に入手可能である。イソボルニルシクロヘキサノールは沸点が308〜318℃と高く、また組成物層から除去する際には、樹脂のように熱処理(焼成)による脱脂処理を行うまでもなく、加熱により気化させることによって消失させることができる。このため、半導体基板上に塗布した後の乾燥工程で、パッシベーション層形成用組成物中に必要に応じて含まれる溶剤とイソボルニルシクロヘキサノールの大部分を取り除くことができ、熱処理(焼成)後の黒色残渣を抑制することができる。   As isobornyl cyclohexanol, “Telsolve MTPH” (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., trade name) is commercially available. Isobornyl cyclohexanol has a high boiling point of 308 to 318 ° C, and when it is removed from the composition layer, it does not need to be degreased by heat treatment (firing) like a resin, but disappears by vaporizing by heating. Can be made. For this reason, most of the solvent and isobornylcyclohexanol contained in the passivation layer forming composition can be removed as necessary in the drying step after coating on the semiconductor substrate, and after heat treatment (baking) The black residue can be suppressed.

一般式(I)で表される化合物、一般式(II)で表わされる有機化合物とを組み合わせることで、パッシベーション効果がより高くなると考えられる。これは以下のように考えることができる。
バインダー樹脂を含有するパッシベーション層形成用組成物を用いる場合、脱脂処理によりバインダー樹脂が除去されたことによってパッシベーション層中にボイドが発生したり、パッシベーション層が不均一に形成されたりする傾向がある。これに対して、一般式(II)で表わされる有機化合物では、脱脂処理を行わずに加熱により気化させて消失させることができる。したがって、一般式(I)で表される化合物と、一般式(II)で表わされる有機化合物とを組み合わせる本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いて形成されたパッシベーション層では、ボイドの発生が抑えられ、パッシベーション層の均一性も向上し、結果、電界効果によるパッシベーション効果が充分になるものと考えられる。
It is thought that the passivation effect becomes higher by combining the compound represented by the general formula (I) and the organic compound represented by the general formula (II). This can be thought of as follows.
When the composition for forming a passivation layer containing a binder resin is used, voids are generated in the passivation layer due to the removal of the binder resin by the degreasing treatment, and the passivation layer tends to be formed unevenly. On the other hand, the organic compound represented by the general formula (II) can be vaporized by heating and eliminated without performing a degreasing treatment. Therefore, in the passivation layer formed by using the composition for forming a passivation layer of the present invention in which the compound represented by the general formula (I) and the organic compound represented by the general formula (II) are combined, voids are generated. Thus, the uniformity of the passivation layer is also improved, and as a result, the passivation effect due to the electric field effect is considered to be sufficient.

パッシベーション層形成用組成物に含まれる一般式(II)で表される有機化合物の含有率は、30〜99.9質量%であることが好ましく、40〜95質量%であることがより好ましく、60〜90質量%であることが更に好ましい。   The content of the organic compound represented by the general formula (II) contained in the composition for forming a passivation layer is preferably 30 to 99.9% by mass, more preferably 40 to 95% by mass, More preferably, it is 60-90 mass%.

(一般式(III)で表される化合物)
本発明のパッシベーション層形成用組成物は、下記一般式(III)で表される化合物(以下、「有機アルミニウム化合物」という)の少なくとも1種を含有してもよい。
(Compound represented by formula (III))
The composition for forming a passivation layer of the present invention may contain at least one compound represented by the following general formula (III) (hereinafter referred to as “organoaluminum compound”).

Figure 2016134557
Figure 2016134557

一般式(III)中、Rはそれぞれ独立してアルキル基を表す。nは1〜3の整数を表す。X及びXはそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。 In general formula (III), each R 2 independently represents an alkyl group. n represents an integer of 1 to 3. X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. R 3 , R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.

本発明のパッシベーション層形成用組成物が上記有機アルミニウム化合物を含むことで、パッシベーション効果を更に向上させることができる。これは、以下のようにして考えることができる。   The passivation effect can be further improved because the composition for forming a passivation layer of the present invention contains the organoaluminum compound. This can be considered as follows.

前記有機アルミニウム化合物は、アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレート等と呼ばれる化合物を包含し、アルミニウムアルコキシド構造に加えてアルミニウムキレート構造を有していることが好ましい。また、日本セラミックス協会学術論文誌(Nippon Seramikkusu Kyokai Gakujutsu Ronbunshi), vol.97, pp396−399(1989)にも記載されているように、前記有機アルミニウム化合物は熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)となる。このとき、形成された酸化アルミニウムはアモルファス状態となりやすいため、4配位酸化アルミニウム層が半導体基板との界面付近に形成されやすく、4配位酸化アルミニウムに起因する大きな負の固定電荷をもつことができると考えられる。このとき、固定電荷を持つ式(I)化合物又はその加水分解物由来の酸化物と複合化することで、結果として優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができるものと考えられる。 The organoaluminum compound includes compounds called aluminum alkoxide, aluminum chelate and the like, and preferably has an aluminum chelate structure in addition to the aluminum alkoxide structure. In addition, Journal of the Ceramic Society of Japan (Nippon Seramikkusu Kyokai Gakujutsu Ronbunshi), vol. 97, pp 396-399 (1989), the organoaluminum compound becomes aluminum oxide (Al 2 O 3 ) by heat treatment (firing). At this time, since the formed aluminum oxide is likely to be in an amorphous state, a four-coordinate aluminum oxide layer is easily formed in the vicinity of the interface with the semiconductor substrate, and may have a large negative fixed charge due to the four-coordinate aluminum oxide. It is considered possible. At this time, it is considered that a passivation layer having an excellent passivation effect can be formed as a result of compounding with the compound derived from the formula (I) having a fixed charge or an oxide derived from the hydrolyzate thereof.

上記に加え、本発明のように式(I)化合物又はその加水分解物と有機アルミニウム化合物とを組み合わせることで、パッシベーション層内でそれぞれの効果により、パッシベーション効果がより高くなると考えられる。更に、式(I)化合物又はその加水分解物と有機アルミニウム化合物が混合された状態で熱処理(焼成)されることで、式(I)化合物に含まれる金属(M)とアルミニウム(Al)との複合金属アルコキシドとしての反応性、及び蒸気圧等の物理特性が改善され、熱処理物(焼成物)としてのパッシベーション層の緻密性が向上し、結果としてパッシベーション効果がより高くなると考えられる。   In addition to the above, by combining the compound of formula (I) or a hydrolyzate thereof and an organoaluminum compound as in the present invention, it is considered that the passivation effect is further enhanced by the respective effects in the passivation layer. Further, the compound (I) or the hydrolyzate thereof and the organoaluminum compound are heat-treated (fired), whereby the metal (M) and aluminum (Al) contained in the compound (I) are mixed. It is considered that the reactivity as a composite metal alkoxide and physical properties such as vapor pressure are improved, the denseness of the passivation layer as a heat-treated product (baked product) is improved, and as a result, the passivation effect is further enhanced.

一般式(III)において、Rはそれぞれ独立してアルキル基を表し、炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4のアルキル基であることがより好ましい。Rで表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Rで表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルヘキシル基等を挙げることができる。中でもRで表されるアルキル基は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、炭素数1〜8の無置換のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4の無置換のアルキル基であることがより好ましい。 In general formula (III), R 2 represents an alkyl group independently, preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group represented by R 2 may be linear or branched. Examples of the alkyl group represented by R 2 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, hexyl group, An octyl group, an ethylhexyl group, etc. can be mentioned. Among them, the alkyl group represented by R 2 is preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, and is an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. More preferably.

一般式(III)において、nは1〜3の整数を表わす。nは保存安定性の観点から、1又は3であることが好ましく、溶解度の観点から1であることがより好ましい。
またX及びXはそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。保存安定性の観点から、X及びXの少なくとも一方は酸素原子であることが好ましい。
一般式(III)におけるR、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。R、R及びRで表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。R、R及びRで表されるアルキル基としては、炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4のアルキル基であることがより好ましい。炭素数1〜8のアルキル基としてメチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルヘキシル基等を挙げることができる。
In general formula (III), n represents an integer of 1 to 3. n is preferably 1 or 3 from the viewpoint of storage stability, and more preferably 1 from the viewpoint of solubility.
X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. From the viewpoint of storage stability, at least one of X 2 and X 3 is preferably an oxygen atom.
R 3 , R 4 and R 5 in the general formula (III) each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group represented by R 3 , R 4 and R 5 may be linear or branched. The alkyl group represented by R 3 , R 4 and R 5 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. As alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, hexyl group, octyl group, ethylhexyl Groups and the like.

中でも保存安定性とパッシベーション効果の観点から、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜8の無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数1〜4の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
またRは、保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、水素原子又は炭素数1〜8の無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数1〜4の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
Among these, from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, R 3 and R 4 are preferably each independently a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, More preferably, it is an unsubstituted alkyl group of 4.
R 5 is preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, and is a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. More preferably.

有機アルミニウム化合物は、保存安定性の観点から、nが1〜3の整数であり、Rがそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である化合物であることが好ましい。 From the viewpoint of storage stability, the organoaluminum compound is preferably a compound in which n is an integer of 1 to 3, and R 5 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

有機アルミニウム化合物は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、nが1〜3の整数であり、Rがそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基であり、X及びXの少なくとも一方が酸素原子であり、R及びRがそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Rが水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である化合物であることが好ましい。有機アルミニウム化合物は、nが1〜3の整数であり、Rがそれぞれ独立して炭素数1〜4の無置換のアルキル基であり、X及びXの少なくとも一方が酸素原子であり、前記酸素原子に結合するR又はRが炭素数1〜4のアルキル基であり、X又はXがメチレン基の場合、前記メチレン基に結合するR又はRが水素原子であり、Rが水素原子である化合物であることがより好ましい。 From the viewpoint of storage stability and passivation effect, the organoaluminum compound is an integer from 1 to 3, R 2 is each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and at least X 2 and X 3 One is an oxygen atom, R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is a compound that is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is preferable. In the organoaluminum compound, n is an integer of 1 to 3, R 2 is each independently an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and at least one of X 2 and X 3 is an oxygen atom, When R 3 or R 4 bonded to the oxygen atom is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and X 2 or X 3 is a methylene group, R 3 or R 4 bonded to the methylene group is a hydrogen atom. More preferably, R 5 is a hydrogen atom.

また一般式(III)で表され、nが1〜3の整数である有機アルミニウム化合物として、アルミニウムエチルアセトアセテートジ−i−プロピレート、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム等を挙げることができる。   Examples of the organoaluminum compound represented by the general formula (III), where n is an integer of 1 to 3, include aluminum ethyl acetoacetate di-i-propylate and tris (ethyl acetoacetate) aluminum.

また一般式(III)で表され、nが1〜3の整数である有機アルミニウム化合物は、調製したものを用いても、市販品を用いてもよい。市販品としては、川研ファインケミカル株式会社の商品名、ALCH、ALCH−50F、ALCH−75、ALCH−TR、ALCH−TR−20等を挙げることができる。   Moreover, as the organoaluminum compound represented by the general formula (III) and n being an integer of 1 to 3, a prepared product or a commercially available product may be used. Examples of commercially available products include Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. trade names, ALCH, ALCH-50F, ALCH-75, ALCH-TR, ALCH-TR-20, and the like.

また一般式(III)で表され、nが1〜3の整数である有機アルミニウム化合物は、前記アルミニウムトリアルコキシドと、後述の2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合することで調製することができる。また市販されているアルミニウムキレート化合物を用いてもよい。
前記アルミニウムトリアルコキシドと、2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合すると、アルミニウムトリアルコキシドのアルコキシド基の少なくとも一部が特定構造の化合物と置換して、アルミニウムキレート構造を形成する。このとき必要に応じて、液状媒体が存在してもよく、加熱処理、触媒の添加等を行ってもよい。アルミニウムアルコキシド構造の少なくとも一部がアルミニウムキレート構造に置換されることで、有機アルミニウム化合物の加水分解及び重合反応に対する安定性が向上し、これを含むパッシベーション層形成用組成物の保存安定性がより向上する。
The organoaluminum compound represented by the general formula (III) and n is an integer of 1 to 3 is prepared by mixing the aluminum trialkoxide and a compound having a specific structure having two carbonyl groups described later. be able to. A commercially available aluminum chelate compound may also be used.
When the aluminum trialkoxide is mixed with a compound having a specific structure having two carbonyl groups, at least a part of the alkoxide group of the aluminum trialkoxide is substituted with the compound having the specific structure to form an aluminum chelate structure. At this time, if necessary, a liquid medium may be present, and heat treatment, addition of a catalyst, and the like may be performed. By replacing at least a part of the aluminum alkoxide structure with the aluminum chelate structure, the stability of the organoaluminum compound to hydrolysis and polymerization reaction is improved, and the storage stability of the composition for forming a passivation layer containing this is further improved. To do.

前記2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物としては、反応性と保存安定性の観点から、β−ジケトン化合物、β−ケトエステル化合物及びマロン酸ジエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。前記2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物として、アセチルアセトン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン、2,3−ペンタンジオン、3−エチル−2,4−ペンタンジオン、3−ブチル−2,4−ペンタンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン、6−メチル−2,4−ヘプタンジオン等のβ−ジケトン化合物、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸−n−プロピル、アセト酢酸−i−プロピル、アセト酢酸−i−ブチル、アセト酢酸−n−ブチル、アセト酢酸−t−ブチル、アセト酢酸−n−ペンチル、アセト酢酸−i−ペンチル、アセト酢酸−n−ヘキシル、アセト酢酸−n−オクチル、アセト酢酸−n−ヘプチル、アセト酢酸3−ペンチル、2−アセチルヘプタン酸エチル、2−メチルアセト酢酸エチル、2−ブチルアセト酢酸エチル、ヘキシルアセト酢酸エチル、4,4−ジメチル−3−オキソ吉草酸エチル、4−メチル−3−オキソ吉草酸エチル、2−エチルアセト酢酸エチル、4−メチル−3−オキソ吉草酸メチル、3−オキソヘキサン酸エチル、3−オキソ吉草酸エチル、3−オキソ吉草酸メチル、3−オキソヘキサン酸メチル、3−オキソヘプタン酸エチル、3−オキソヘプタン酸メチル、4,4−ジメチル−3−オキソ吉草酸メチル等のβ−ケトエステル化合物、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジ−n−プロピル、マロン酸ジ−i−プロピル、マロン酸ジ−n−ブチル、マロン酸ジ−t−ブチル、マロン酸ジヘキシル、マロン酸−t−ブチルエチル、メチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、i−プロピルマロン酸ジエチル、n−ブチルマロン酸ジエチル、sec−ブチルマロン酸ジエチル、i−ブチルマロン酸ジエチル、1−メチルブチルマロン酸ジエチル等のマロン酸ジエステルなどを挙げることができる。   The compound having a specific structure having two carbonyl groups may be at least one selected from the group consisting of a β-diketone compound, a β-ketoester compound, and a malonic acid diester from the viewpoint of reactivity and storage stability. preferable. As the compound having a specific structure having the two carbonyl groups, acetylacetone, 3-methyl-2,4-pentanedione, 2,3-pentanedione, 3-ethyl-2,4-pentanedione, 3-butyl-2, Β- such as 4-pentanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 2,6-dimethyl-3,5-heptanedione, 6-methyl-2,4-heptanedione, etc. Diketone compound, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetoacetate-n-propyl, acetoacetate-i-propyl, acetoacetate-i-butyl, acetoacetate-n-butyl, acetoacetate-t-butyl, acetoacetate-n -Pentyl, acetoacetate-i-pentyl, acetoacetate-n-hexyl, acetoacetate-n-octyl, acetoacetate-n-heptyl, acetoacetate 3-pen , Ethyl 2-acetylheptanoate, ethyl 2-methylacetoacetate, ethyl 2-butylacetoacetate, ethyl hexylacetoacetate, ethyl 4,4-dimethyl-3-oxovalerate, ethyl 4-methyl-3-oxovalerate, Ethyl 2-ethylacetoacetate, methyl 4-methyl-3-oxovalerate, ethyl 3-oxohexanoate, ethyl 3-oxovalerate, methyl 3-oxovalerate, methyl 3-oxohexanoate, 3-oxoheptanoic acid Β-ketoester compounds such as ethyl, methyl 3-oxoheptanoate, methyl 4,4-dimethyl-3-oxovalerate, dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-propyl malonate, di-i-malonate Propyl, di-n-butyl malonate, di-t-butyl malonate, dihexyl malonate, tert-butyl malonate Malonic acid such as diethyl methylmalonate, diethyl ethylmalonate, diethyl i-propylmalonate, diethyl n-butylmalonate, diethyl sec-butylmalonate, diethyl i-butylmalonate, diethyl 1-methylbutylmalonate A diester etc. can be mentioned.

アルミニウムキレート構造の数は、例えば前記アルミニウムトリアルコキシドと、2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合する比率を適宜調整することで制御することができる。また市販のアルミニウムキレート化合物から所望の構造を有する化合物を適宜選択してもよい。   The number of aluminum chelate structures can be controlled, for example, by appropriately adjusting the ratio of mixing the aluminum trialkoxide and a compound having a specific structure having two carbonyl groups. Moreover, you may select suitably the compound which has a desired structure from a commercially available aluminum chelate compound.

有機アルミニウム化合物のうち、パッシベーション効果及び必要に応じて含有される溶剤との相溶性の観点から、具体的にはアルミニウムエチルアセトアセテートジ−i−プロピレート及びトリ−i−プロポキシアルミニウムから選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、アルミニウムエチルアセトアセテートジ−i−プロピレートを用いることがより好ましい。   Among organoaluminum compounds, at least one selected from aluminum ethyl acetoacetate di-i-propylate and tri-i-propoxyaluminum, specifically from the viewpoint of the passivation effect and compatibility with the solvent contained as necessary It is preferable to use seeds, and it is more preferable to use aluminum ethyl acetoacetate di-i-propylate.

有機アルミニウム化合物におけるアルミニウムキレート構造の存在は、通常用いられる分析方法で確認することができる。例えば、赤外分光スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、融点等を用いて確認することができる。   The presence of the aluminum chelate structure in the organoaluminum compound can be confirmed by a commonly used analytical method. For example, it can be confirmed using an infrared spectrum, a nuclear magnetic resonance spectrum, a melting point, or the like.

有機アルミニウム化合物は、液状であっても固体であってもよく、特に制限はない。パッシベーション効果と保存安定性の観点から、常温(25℃)での安定性、及び溶解性又は分散性が良好な有機アルミニウム化合物を用いることで、形成されるパッシベーション層の均質性がより向上し、所望のパッシベーション効果を安定的に得ることができる。   The organoaluminum compound may be liquid or solid and is not particularly limited. From the viewpoint of the passivation effect and storage stability, the homogeneity of the formed passivation layer is further improved by using an organoaluminum compound having good stability at room temperature (25 ° C.) and solubility or dispersibility. A desired passivation effect can be stably obtained.

本発明のパッシベーション層形成用組成物において、有機アルミニウム化合物を含む場合、有機アルミニウム化合物の含有率は特に制限されない。中でも、式(I)化合物又はその加水分解物と有機アルミニウム化合物との総含有率を100質量%としたときの有機アルミニウム化合物の含有率が、0.5〜80質量%であることが好ましく、1〜75質量%であることがより好ましく、2〜70質量%であることが更に好ましく、3〜70質量%であることが特に好ましい。
有機アルミニウム化合物の含有率を0.5質量%以上とすることで、パッシベーション層形成用組成物の保存安定性が向上する傾向にある。また有機アルミニウム化合物を80質量%以下とすることで、パッシベーション効果が向上する傾向にある。
In the composition for forming a passivation layer of the present invention, when an organoaluminum compound is included, the content of the organoaluminum compound is not particularly limited. Among them, the content of the organoaluminum compound when the total content of the compound of formula (I) or a hydrolyzate thereof and the organoaluminum compound is 100% by mass is preferably 0.5 to 80% by mass, It is more preferably 1 to 75% by mass, still more preferably 2 to 70% by mass, and particularly preferably 3 to 70% by mass.
By setting the content of the organoaluminum compound to 0.5% by mass or more, the storage stability of the composition for forming a passivation layer tends to be improved. Moreover, it exists in the tendency for the passivation effect to improve by making an organoaluminum compound 80 mass% or less.

本発明のパッシベーション層形成用組成物において、有機アルミニウム化合物を含む場合、パッシベーション層形成用組成物中の有機アルミニウム化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。有機アルミニウム化合物の含有率は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、パッシベーション層形成用組成物中に0.1〜60質量%とすることができ、0.5〜55質量%であることが好ましく、1〜50質量%であることがより好ましく、1〜45質量%であることが更に好ましい。   When the composition for forming a passivation layer of the present invention contains an organoaluminum compound, the content of the organoaluminum compound in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary. The content of the organoaluminum compound can be 0.1 to 60% by mass in the composition for forming a passivation layer and 0.5 to 55% by mass from the viewpoint of storage stability and a passivation effect. Preferably, it is 1-50 mass%, More preferably, it is 1-45 mass%.

(液状媒体)
本発明のパッシベーション層形成用組成物は液状媒体(溶媒又は分散媒)を含んでいてもよい。パッシベーション層形成用組成物が液状媒体を含有することで、粘度の調整がより容易になり、付与性がより向上すると共により均一なパッシベーション層を形成することができる。前記液状媒体としては特に制限されず、必要に応じて適宜選択することができる。中でも式(I)化合物及び式(II)化合物及び必要に応じて添加される有機アルミニウム化合物を溶解して均一な溶液を与えることができる液状媒体が好ましく、有機溶剤の少なくとも1種を含むことがより好ましい。液状媒体とは、室温(25℃)において液体の状態の媒体をいう。
(Liquid medium)
The composition for forming a passivation layer of the present invention may contain a liquid medium (solvent or dispersion medium). When the composition for forming a passivation layer contains a liquid medium, the viscosity can be easily adjusted, the impartability can be further improved, and a more uniform passivation layer can be formed. The liquid medium is not particularly limited and can be appropriately selected as necessary. Among these, a liquid medium capable of dissolving the compound of formula (I) and the compound of formula (II) and the organoaluminum compound added as necessary to give a uniform solution is preferable, and includes at least one organic solvent. More preferred. A liquid medium means a medium in a liquid state at room temperature (25 ° C.).

液状媒体としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−i−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジエチルケトン、ジ−n−プロピルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン等のケトン溶剤、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチル−n−プロピルエーテル、ジ−i−プロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチルエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のエーテル溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸−i−プロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸−i−ブチル、酢酸−sec−ブチル、酢酸−n−ペンチル、酢酸−sec−ペンチル、酢酸−3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸−2−エチルブチル、酢酸−2−エチルヘキシル、酢酸−2−(2−ブトキシエトキシ)エチル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸ジエチレングリコールメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリエチレングリコール、酢酸−i−アミル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−n−ブチル、プロピオン酸−i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸−n−ブチル、乳酸−n−アミル、エチレングリコールメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のエステル溶剤、アセトニトリル、N−メチルピロリジノン、N−エチルピロリジノン、N−n−プロピルピロリジノン、N−n−ブチルピロリジノン、N−n−ヘキシルピロリジノン、N−シクロヘキシルピロリジノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、オクタン、エチルベンゼン、2−エチルヘキサン酸等の疎水性有機溶剤、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のアルコール溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールモノエーテル溶剤、テルピネン、テルピネオール、ミルセン、アロオシメン、リモネン、ジペンテン、ピネン、カルボン、オシメン、フェランドレン等のテルペン溶剤などが挙げられる。これらの液状媒体は1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。   Liquid media include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-i-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, diethyl Ketone solvents such as ketone, di-n-propyl ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diethyl ether, methyl ethyl ether, Methyl-n-propyl ether, di-i-propyl ether, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene Recall di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol methyl n-propyl ether, diethylene glycol methyl n-butyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, Diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol methyl-n-hexyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol methyl ethyl ether, triethylene glycol methyl n-butyl ether, triethylene glycol di-n-butyl ether , Triethylene Recall methyl-n-hexyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol methyl ethyl ether, tetraethylene glycol methyl-n-butyl ether, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, tetraethylene glycol methyl-n -Hexyl ether, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di-n-propyl ether, propylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, Dipropylene glycol methyl ethyl ether, dipro Pyrene glycol methyl-n-butyl ether, dipropylene glycol di-n-propyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol diethyl ether, tripropylene Glycol methyl ethyl ether, tripropylene glycol methyl-n-butyl ether, tripropylene glycol di-n-butyl ether, tripropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol dimethyl ether, tetrapropylene glycol diethyl ether, tetrapropylene glycol methyl ethyl ether Tetrapropylene glycol methyl-n-butyl ether, Ether solvents such as lapropylene glycol di-n-butyl ether, tetrapropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol di-n-butyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, acetic acid-n-propyl, acetic acid-i-propyl, Acetic acid-n-butyl, acetic acid-i-butyl, acetic acid-sec-butyl, acetic acid-n-pentyl, acetic acid-sec-pentyl, acetic acid-3-methoxybutyl, acetic acid methylpentyl, acetic acid-2-ethylbutyl, acetic acid-2 -Ethylhexyl, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, diethylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, Acid dipropylene glycol methyl ether, acetic acid dipropylene glycol ethyl ether, diacetic acid glycol, methoxytriethylene glycol acetate, acetic acid-i-amyl, ethyl propionate, propionic acid-n-butyl, propionic acid-i-amyl, oxalic acid Diethyl, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, lactate-n-butyl, lactate-n-amyl, ethylene glycol methyl ether propionate, ethylene glycol ethyl ether propionate, ethylene glycol methyl ether acetate, Ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, γ-butyrolac , Ester solvents such as γ-valerolactone, acetonitrile, N-methylpyrrolidinone, N-ethylpyrrolidinone, Nn-propylpyrrolidinone, Nn-butylpyrrolidinone, Nn-hexylpyrrolidinone, N-cyclohexylpyrrolidinone, N , N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and other aprotic polar solvents, methylene chloride, chloroform, dichloroethane, benzene, toluene, xylene, hexane, octane, ethylbenzene, 2-ethylhexanoic acid, etc. Organic solvent, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol , N-nonyl alcohol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, 1,2 -Alcohol solvents such as propylene glycol, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, Tylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol mono- glycol monoether solvents such as n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, terpinene, terpineol, myrcene, alloocimene, limonene, dipentene, pinene, carvone, Oshmen, Fu Terpene solvents such Randoren like. These liquid media are used alone or in combination of two or more.

中でも前記液状媒体は、半導体基板への付与性及びパターン形成性の観点から、テルペン溶剤、エステル溶剤及びアルコール溶剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、テルペン溶剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。   Among these, the liquid medium preferably contains at least one selected from the group consisting of a terpene solvent, an ester solvent, and an alcohol solvent from the viewpoint of impartability to a semiconductor substrate and pattern formation, and is selected from the group consisting of a terpene solvent. More preferably, it contains at least one selected from the above.

パッシベーション層形成用組成物が液状媒体を含む場合、液状媒体の含有率は、付与性、パターン形成性及び保存安定性を考慮して決定される。例えば、液状媒体の含有率は、組成物の付与性とパターン形成性の観点から、パッシベーション層形成用組成物の総質量中に5〜98質量%であることが好ましく、10〜95質量%であることがより好ましい。   When the composition for forming a passivation layer includes a liquid medium, the content of the liquid medium is determined in consideration of the imparting property, the pattern forming property, and the storage stability. For example, the content of the liquid medium is preferably 5 to 98% by mass, and preferably 10 to 95% by mass in the total mass of the composition for forming a passivation layer, from the viewpoint of the impartability of the composition and the pattern forming property. More preferably.

(樹脂)
本発明のパッシベーション層形成用組成物は、樹脂の少なくとも1種を更に含有してもよい。樹脂を含むことで、本発明のパッシベーション層形成用組成物が半導体基板上に付与されて形成される組成物層の形状安定性がより向上し、パッシベーション層を前記組成物層が形成された領域に、所望の形状で形成することができる。
(resin)
The composition for forming a passivation layer of the present invention may further contain at least one resin. By including a resin, the shape stability of the composition layer formed by applying the composition for forming a passivation layer of the present invention on a semiconductor substrate is further improved, and the region where the composition layer is formed is a passivation layer. In addition, it can be formed in a desired shape.

樹脂の種類は特に制限されない。樹脂は、本発明のパッシベーション層形成用組成物を半導体基板上に付与する際に、良好なパターン形成ができる範囲に粘度調整が可能な樹脂であることが好ましい。樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミド誘導体、ポリビニルアミド、ポリビニルアミド誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリスルホン酸、ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸、セルロース、セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース等のセルロースエーテルなど)、ゼラチン、ゼラチン誘導体、澱粉、澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム誘導体、キサンタン、キサンタン誘導体、グアーガム、グアーガム誘導体、スクレログルカン、スクレログルカン誘導体、トラガカント、トラガカント誘導体、デキストリン、デキストリン誘導体、(メタ)アクリル酸樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂(アルキル(メタ)アクリレート樹脂、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート樹脂等)、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、シロキサン樹脂、これらの共重合体等を挙げることができる。これら樹脂は、1種単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
なお、本発明において(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを表し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを表す。
The type of resin is not particularly limited. The resin is preferably a resin whose viscosity can be adjusted within a range where a good pattern can be formed when the composition for forming a passivation layer of the present invention is applied on a semiconductor substrate. Examples of resins include polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylamide derivatives, polyvinylamide, polyvinylamide derivatives, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, polyethylene oxide derivatives, polysulfonic acid, polyacrylamide alkylsulfonic acid, cellulose, cellulose derivatives (carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose) , Cellulose ethers such as ethyl cellulose), gelatin, gelatin derivatives, starch, starch derivatives, sodium alginate, sodium alginate derivatives, xanthan, xanthan derivatives, guar gum, guar gum derivatives, scleroglucan, scleroglucan derivatives, tragacanth, tragacanth derivatives, Dextrin, dextrin derivative, (meth) acrylic Resins, (meth) acrylic acid ester resin (alkyl (meth) acrylate resin, dimethylaminoethyl (meth) acrylate resin, etc.), butadiene resins, styrene resins, siloxane resins, copolymers thereof and the like. These resins are used singly or in combination of two or more.
In the present invention, (meth) acryl represents acryl or methacryl, and (meth) acrylate represents acrylate or methacrylate.

これらの樹脂のなかでも、保存安定性及びパターン形成性の観点から、酸性及び塩基性の官能基を有さない中性樹脂を用いることが好ましく、含有量が少量の場合においても容易に粘度及びチキソ性を調節できる観点から、セルロース誘導体を用いることがより好ましい。
また、これら樹脂の分子量は特に制限されず、パッシベーション層形成用組成物としての所望の粘度を鑑みて適宜調整することが好ましい。前記樹脂の重量平均分子量は、保存安定性及びパターン形成性の観点から、1000〜10,000,000であることが好ましく、1,000〜5,000,000であることがより好ましい。尚、樹脂の重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定される分子量分布から標準ポリスチレンの検量線を使用して換算して求められる。
Among these resins, from the viewpoint of storage stability and pattern formation, it is preferable to use a neutral resin having no acidic or basic functional group, and even when the content is small, viscosity and From the viewpoint of adjusting the thixotropy, it is more preferable to use a cellulose derivative.
Moreover, the molecular weight of these resins is not particularly limited, and it is preferable to adjust appropriately in view of a desired viscosity as a composition for forming a passivation layer. The weight average molecular weight of the resin is preferably 1000 to 10,000,000, and more preferably 1,000 to 5,000,000, from the viewpoints of storage stability and pattern formation. In addition, the weight average molecular weight of resin is calculated | required by converting using the analytical curve of a standard polystyrene from the molecular weight distribution measured using GPC (gel permeation chromatography).

本発明のパッシベーション層形成用組成物が樹脂を含有する場合、パッシベーション層形成用組成物中の樹脂の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量中0.1〜50質量%であることが好ましい。パターン形成をより容易にするようなチキソ性を発現させる観点から、樹脂の含有率は0.2〜25質量%であることがより好ましく、0.5〜20質量%であることが更に好ましく、0.5〜15質量%であることが特に好ましい。
なお、本発明のパッシベーション層形成用組成物はチキソ性に優れるため、樹脂によりチキソ性を発現させる必要性は高くない。そのため、本発明のパッシベーション層形成用組成物に含まれる樹脂の含有率は、0.5質量%以下が好ましく、0.2質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下が更に好ましく、実質的に樹脂を含有しないことが特に好ましい。
When the composition for forming a passivation layer of the present invention contains a resin, the content of the resin in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary. For example, the resin content is preferably 0.1 to 50% by mass in the total mass of the composition for forming a passivation layer. From the viewpoint of expressing thixotropy that facilitates pattern formation, the resin content is more preferably 0.2 to 25% by mass, still more preferably 0.5 to 20% by mass, It is especially preferable that it is 0.5-15 mass%.
In addition, since the composition for forming a passivation layer of the present invention is excellent in thixotropy, it is not necessary to develop thixotropy with a resin. Therefore, the content of the resin contained in the composition for forming a passivation layer of the present invention is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less, still more preferably 0.1% by mass or less, and substantially It is particularly preferable that no resin is contained.

(その他の成分)
本発明のパッシベーション層形成用組成物は、上述した成分に加え、必要に応じて当該分野で通常用いられるその他の成分を更に含むことができる。
本発明のパッシベーション層形成用組成物は、酸性化合物又は塩基性化合物を含有してもよい。パッシベーション層形成用組成物が酸性化合物又は塩基性化合物を含有する場合、保存安定性の観点から、酸性化合物又は塩基性化合物の含有率が、パッシベーション層形成用組成物中にそれぞれ1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。
酸性化合物としては、ブレンステッド酸及びルイス酸を挙げることができ、塩酸、硝酸等の無機酸、酢酸等の有機酸などを挙げることができる。また塩基性化合物としては、ブレンステッド塩基及びルイス塩基を挙げることができ、塩基性化合物としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の無機塩基、トリアルキルアミン、ピリジン等の有機塩基などを挙げることができる。
(Other ingredients)
The composition for forming a passivation layer of the present invention may further contain other components that are usually used in the art as needed, in addition to the components described above.
The composition for forming a passivation layer of the present invention may contain an acidic compound or a basic compound. When the composition for forming a passivation layer contains an acidic compound or a basic compound, from the viewpoint of storage stability, the content of the acidic compound or the basic compound is 1% by mass or less in the composition for forming a passivation layer, respectively. It is preferable that the content is 0.1% by mass or less.
Examples of the acidic compound include Bronsted acid and Lewis acid, inorganic acids such as hydrochloric acid and nitric acid, and organic acids such as acetic acid. Examples of basic compounds include Bronsted bases and Lewis bases. Examples of basic compounds include inorganic bases such as alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides, trialkylamines, and pyridines. An organic base etc. can be mentioned.

また、その他の成分としては、例えば、可塑剤、分散剤、界面活性剤、チキソ剤、他の金属アルコキシド化合物及び高沸点材料を挙げることができる。中でも、チキソ剤から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。チキソ剤から選択される少なくとも1種を含むことで、本発明のパッシベーション層形成用組成物が半導体基板上に付与されて形成される組成物層の形状安定性がより向上し、パッシベーション層を前記組成物層が形成された領域に、所望の形状で形成することができる。   Examples of other components include plasticizers, dispersants, surfactants, thixotropic agents, other metal alkoxide compounds, and high-boiling materials. Among these, it is preferable to include at least one selected from thixotropic agents. By including at least one selected from thixotropic agents, the shape stability of the composition layer formed by applying the composition for forming a passivation layer of the present invention on a semiconductor substrate is further improved, and the passivation layer is formed as described above. It can be formed in a desired shape in the region where the composition layer is formed.

前記チキソ剤としては、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物、有機フィラー、無機フィラー等が挙げられる。前記ポリアルキレングリコール化合物としては、下記一般式(IV)で表される化合物等が挙げられる。   Examples of the thixotropic agent include fatty acid amides, polyalkylene glycol compounds, organic fillers, and inorganic fillers. Examples of the polyalkylene glycol compound include compounds represented by the following general formula (IV).

Figure 2016134557
Figure 2016134557

一般式(IV)中、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示し、Rはアルキレン基を示す。nは3以上の任意の整数である。尚、複数存在する(O−R)におけるRは同一であっても異なっていてもよい。 In general formula (IV), R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 8 represents an alkylene group. n is an arbitrary integer of 3 or more. Incidentally, R 8 in the presence of a plurality of (O-R 8) may or may not be the same.

前記脂肪酸アミドとしては、例えば、下記一般式(1)、(2)、(3)及び(4)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the fatty acid amide include compounds represented by the following general formulas (1), (2), (3) and (4).

Figure 2016134557
Figure 2016134557

一般式(1)、(2)、(3)及び(4)中、R及びR11は各々独立に炭素数1〜30のアルキル基又はアルケニル基を示し、R10は炭素数1〜10のアルキレン基を示す。R及びR11は同一であっても異なっていてもよい。 In general formulas (1), (2), (3) and (4), R 9 and R 11 each independently represent an alkyl group or alkenyl group having 1 to 30 carbon atoms, and R 10 represents 1 to 10 carbon atoms. Represents an alkylene group. R 9 and R 11 may be the same or different.

前記有機フィラーとしては、アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。   Examples of the organic filler include acrylic resin, cellulose resin, and polystyrene resin.

前記無機フィラーとしては、二酸化珪素、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化珪素、ガラス等の粒子などが挙げられる。   Examples of the inorganic filler include particles such as silicon dioxide, aluminum hydroxide, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, silicon carbide, and glass.

有機フィラー又は無機フィラーの体積平均粒子径は、0.01〜50μmであることが好ましい。
本発明において、フィラーの体積平均粒子径は、レーザー回折散乱法で測定することができる。
The volume average particle diameter of the organic filler or inorganic filler is preferably 0.01 to 50 μm.
In the present invention, the volume average particle diameter of the filler can be measured by a laser diffraction scattering method.

他の金属アルコキシド化合物としては、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、シリコンアルコキシド等が挙げられる。   Examples of other metal alkoxide compounds include titanium alkoxide, zirconium alkoxide, and silicon alkoxide.

また、本発明のパッシベーション層形成用組成物は、Al、Nb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物(以下「特定酸化物」と称する)を含有してもよい。特定酸化物は、式(I)化合物を熱処理(焼成)して生成する酸化物であることから、特定酸化物を含有するパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層は、優れたパッシベーション効果が奏されることが期待される。   The composition for forming a passivation layer of the present invention contains at least one oxide selected from the group consisting of Al, Nb, Ta, V, Y, and Hf (hereinafter referred to as “specific oxide”). May be. Since the specific oxide is an oxide generated by heat-treating (sintering) the compound of formula (I), the passivation layer formed from the composition for forming a passivation layer containing the specific oxide has an excellent passivation effect. Is expected to be played.

本発明のパッシベーション層形成用組成物の粘度は特に制限されず、半導体基板への付与方法等に応じて適宜選択することができる。例えば、パッシベーション層形成用組成物の粘度(25℃)は、0.01〜100000Pa・sとすることができる。中でもパターン形成性の観点から、パッシベーション層形成用組成物の粘度は0.1〜10000Pa・sであることが好ましい。尚、前記粘度は回転式せん断粘度計を用いて、25℃、せん断速度1.0s−1で測定される。 The viscosity of the composition for forming a passivation layer of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on a method for applying the composition to a semiconductor substrate. For example, the viscosity (25 ° C.) of the composition for forming a passivation layer can be 0.01 to 100,000 Pa · s. Among these, from the viewpoint of pattern formability, the viscosity of the composition for forming a passivation layer is preferably 0.1 to 10,000 Pa · s. The viscosity is measured at 25 ° C. and a shear rate of 1.0 s −1 using a rotary shear viscometer.

前記パッシベーション層形成用組成物の製造方法には特に制限はない。例えば、一般式(I)で表される特定の化合物と、(II)で表される有機化合物と、必要に応じて含まれる一般式(III)で表される化合物と、液状媒体と、樹脂等とを、通常用いられる混合方法で混合することで製造することができる。
尚、前記パッシベーション層形成用組成物中に含まれる成分、及び各成分の含有量はTG/DTA等の熱分析、NMR、IR等のスペクトル分析、HPLC、GPC等のクロマトグラフ分析などを用いて確認することができる。
There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the said composition for passivation layer formation. For example, the specific compound represented by the general formula (I), the organic compound represented by (II), the compound represented by the general formula (III) contained as necessary, a liquid medium, and a resin Etc. can be produced by mixing them by a commonly used mixing method.
The components contained in the composition for forming a passivation layer and the content of each component are determined by thermal analysis such as TG / DTA, spectral analysis such as NMR and IR, and chromatographic analysis such as HPLC and GPC. Can be confirmed.

<パッシベーション層付半導体基板>
本発明のパッシベーション層付半導体基板は、半導体基板と、前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、本発明のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層とを有する。本発明のパッシベーション層付半導体基板は、本発明のパッシベーション層形成用組成物(組成物層)の熱処理物であるパッシベーション層を有することで優れたパッシベーション効果を示す。
<Semiconductor substrate with passivation layer>
The semiconductor substrate with a passivation layer of the present invention includes a semiconductor substrate and a passivation layer that is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer of the present invention provided on at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate. The semiconductor substrate with a passivation layer of the present invention exhibits an excellent passivation effect by having a passivation layer that is a heat-treated product of the composition for forming a passivation layer (composition layer) of the present invention.

半導体基板は特に制限されず、目的に応じて通常用いられるものから適宜選択することができる。前記半導体基板としては、シリコン、ゲルマニウム等にp型不純物又はn型不純物をドープ(拡散)したものが挙げられる。中でもシリコン基板であることが好ましい。また半導体基板は、p型半導体基板であっても、n型半導体基板であってもよい。中でもパッシベーション効果の観点から、パッシベーション層が形成される面がp型層である半導体基板であることが好ましい。前記半導体基板上のp型層は、p型半導体基板に由来するp型層であっても、p型拡散層又はp型拡散層として、n型半導体基板又はp型半導体基板上に形成されたものであってもよい。 The semiconductor substrate is not particularly limited, and can be appropriately selected from those usually used according to the purpose. Examples of the semiconductor substrate include those obtained by doping (diffusing) p-type impurities or n-type impurities into silicon, germanium, or the like. Of these, a silicon substrate is preferable. The semiconductor substrate may be a p-type semiconductor substrate or an n-type semiconductor substrate. Among these, from the viewpoint of the passivation effect, it is preferable that the surface on which the passivation layer is formed is a semiconductor substrate having a p-type layer. Even if the p-type layer on the semiconductor substrate is a p-type layer derived from the p-type semiconductor substrate, the p-type layer is formed on the n-type semiconductor substrate or the p-type semiconductor substrate as a p-type diffusion layer or a p + -type diffusion layer. It may be.

また前記半導体基板の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、半導体基板の厚みは50〜1000μmとすることができ、75〜750μmであることが好ましい。   The thickness of the semiconductor substrate is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the thickness of the semiconductor substrate can be 50 to 1000 μm, and preferably 75 to 750 μm.

半導体基板上に形成されるパッシベーション層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、5nm〜50μmであることが好ましく、10nm〜30μmであることがより好ましく、15nm〜20μmであることが更に好ましい。
尚、形成されたパッシベーション層の平均厚みは、干渉式膜厚計(例えば、フィルメトリクス社、F20膜厚測定システム)を用いて常法により、3点の厚みを測定し、その算術平均値として算出される。
The thickness of the passivation layer formed on the semiconductor substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the thickness is preferably 5 nm to 50 μm, more preferably 10 nm to 30 μm, and still more preferably 15 nm to 20 μm.
In addition, the average thickness of the formed passivation layer was measured by measuring the thickness at three points by an ordinary method using an interference film thickness meter (for example, Filmetrics F20 film thickness measurement system), and the arithmetic average value thereof Calculated.

本発明のパッシベーション層付半導体基板は、太陽電池素子、発光ダイオード素子等に適用することができる。例えば、太陽電池素子に適用することで変換効率に優れた太陽電池素子を得ることができる。   The semiconductor substrate with a passivation layer of the present invention can be applied to a solar cell element, a light emitting diode element and the like. For example, the solar cell element excellent in conversion efficiency can be obtained by applying to a solar cell element.

<パッシベーション層付半導体基板の製造方法>
本発明のパッシベーション層付半導体基板の製造方法は、半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を熱処理(焼成)してパッシベーション層を形成する工程とを有する。前記製造方法は必要に応じてその他の工程を更に含んでいてもよい。
本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、パターン形成性に優れ、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を簡便な方法で形成することができる。
<Method for manufacturing semiconductor substrate with passivation layer>
The method for producing a semiconductor substrate with a passivation layer of the present invention comprises a step of forming a composition layer by applying the composition for forming a passivation layer of the present invention to at least a part of at least one surface of a semiconductor substrate, and the composition Forming a passivation layer by heat-treating (baking) the physical layer. The manufacturing method may further include other steps as necessary.
By using the composition for forming a passivation layer of the present invention, a passivation layer having excellent pattern forming properties and an excellent passivation effect can be formed by a simple method.

本発明のパッシベーション層付半導体基板の製造方法は、前記組成物層を形成する工程の前に、半導体基板上にアルカリ水溶液を付与する工程を更に有することが好ましい。すなわち、半導体基板上に本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与する前に、半導体基板の表面をアルカリ水溶液で洗浄することが好ましい。アルカリ水溶液で洗浄することで、半導体基板表面に存在する有機物、パーティクル等を除去することができ、パッシベーション効果がより向上する。アルカリ水溶液による洗浄の方法としては、一般的に知られているRCA洗浄等を用いた洗浄方法を例示することができる。例えばアンモニア水−過酸化水素水の混合溶液に半導体基板を浸し、60〜80℃で処理することで、有機物及びパーティクルを除去して洗浄することができる。洗浄時間は、10秒〜10分間であることが好ましく、30秒〜5分間であることがより好ましい。   The method for producing a semiconductor substrate with a passivation layer of the present invention preferably further includes a step of applying an alkaline aqueous solution on the semiconductor substrate before the step of forming the composition layer. That is, it is preferable to wash the surface of the semiconductor substrate with an alkaline aqueous solution before applying the passivation layer forming composition of the present invention on the semiconductor substrate. By washing with an alkaline aqueous solution, organic substances, particles, and the like present on the surface of the semiconductor substrate can be removed, and the passivation effect is further improved. As a cleaning method using an alkaline aqueous solution, a generally known cleaning method using RCA cleaning or the like can be exemplified. For example, by immersing the semiconductor substrate in a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide solution and treating at 60 to 80 ° C., organic substances and particles can be removed and washed. The cleaning time is preferably 10 seconds to 10 minutes, and more preferably 30 seconds to 5 minutes.

半導体基板上に、本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する方法には特に制限はない。例えば、公知の塗布方法等を用いて、半導体基板上に本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与する方法を挙げることができる。具体的には、浸漬法、スクリーン印刷法、インクジェット法、ディスペンサー法、スピンコート法、刷毛塗り法、スプレー法、ドクターブレード法、ロールコート法等を挙げることができる。これらの中でもパターン形成性及び生産性の観点から、スクリーン印刷法及びインクジェット法等が好ましい。   There is no particular limitation on the method of forming the composition layer by applying the composition for forming a passivation layer of the present invention on a semiconductor substrate. For example, the method of providing the composition for forming a passivation layer of the present invention on a semiconductor substrate can be exemplified using a known coating method or the like. Specific examples include an immersion method, a screen printing method, an inkjet method, a dispenser method, a spin coating method, a brush coating method, a spray method, a doctor blade method, and a roll coating method. Among these, from the viewpoint of pattern formability and productivity, a screen printing method, an inkjet method, and the like are preferable.

本発明のパッシベーション層形成用組成物の付与量は、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、形成されるパッシベーション層の厚みが、所望の厚みとなるように適宜調整することができる。   The application amount of the composition for forming a passivation layer of the present invention can be appropriately selected according to the purpose. For example, the thickness of the passivation layer to be formed can be appropriately adjusted so as to have a desired thickness.

パッシベーション層形成用組成物によって形成された組成物層を熱処理(焼成)して、前記組成物層に由来する熱処理物層(焼成物層)を形成することで、半導体基板上にパッシベーション層を形成することができる。
組成物層の熱処理(焼成)条件は、組成物層に含まれる式(I)化合物及び必要に応じて含まれる有機アルミニウム化合物を、その熱処理物(焼成物)である金属酸化物又は複合酸化物に変換可能であれば特に制限されない。パッシベーション層に効果的に固定電荷を与え、より優れたパッシベーション効果を得るために、具体的には、熱処理(焼成)温度は300〜900℃が好ましく、450〜800℃がより好ましい。また熱処理(焼成)時間は熱処理(焼成)温度等に応じて適宜選択できる。例えば、0.1〜10時間とすることができ、0.2〜5時間であることが好ましい。
A passivation layer is formed on a semiconductor substrate by heat-treating (baking) the composition layer formed by the composition for forming a passivation layer to form a heat-treated material layer (fired material layer) derived from the composition layer. can do.
The heat treatment (firing) conditions of the composition layer are the compound (I) contained in the composition layer and, if necessary, the organoaluminum compound, a metal oxide or composite oxide that is the heat treated product (firing product). There is no particular limitation as long as it can be converted to. In order to effectively give a fixed charge to the passivation layer and obtain a more excellent passivation effect, specifically, the heat treatment (firing) temperature is preferably 300 to 900 ° C, more preferably 450 to 800 ° C. The heat treatment (firing) time can be appropriately selected according to the heat treatment (firing) temperature and the like. For example, it can be 0.1 to 10 hours, and preferably 0.2 to 5 hours.

本発明のパッシベーション層付半導体基板の製造方法は、本発明のパッシベーション層形成用組成物を半導体基板に付与した後、熱処理(焼成)によってパッシベーション層を形成する工程の前に、パッシベーション層形成用組成物からなる組成物層を乾燥処理する工程を更に有していてもよい。組成物層を乾燥処理する工程を有することで、より厚さの揃ったパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができる。   In the method for producing a semiconductor substrate with a passivation layer of the present invention, the composition for forming a passivation layer is formed by applying the composition for forming a passivation layer of the present invention to a semiconductor substrate and before forming the passivation layer by heat treatment (firing). You may further have the process of drying the composition layer which consists of a thing. By including the step of drying the composition layer, a passivation layer having a more uniform passivation effect can be formed.

組成物層を乾燥処理する工程は、パッシベーション層形成用組成物に含まれる水の少なくとも一部及びパッシベーション層形成用組成物に含まれていてもよい液状媒体の少なくとも一部を除去することができれば、特に制限されない。乾燥処理は例えば30〜250℃で1〜60分間の加熱処理とすることができ、40〜220℃で3〜40分間の加熱処理であることが好ましい。また乾燥処理は、常圧下で行なっても減圧下で行なってもよい。   If the step of drying the composition layer is capable of removing at least a part of water contained in the composition for forming a passivation layer and at least a part of a liquid medium that may be contained in the composition for forming a passivation layer. There is no particular restriction. The drying treatment can be, for example, a heat treatment at 30 to 250 ° C. for 1 to 60 minutes, and is preferably a heat treatment at 40 to 220 ° C. for 3 to 40 minutes. The drying treatment may be performed under normal pressure or under reduced pressure.

パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含む場合、本発明のパッシベーション層付半導体基板の製造方法は、パッシベーション層形成用組成物を付与した後、熱処理(焼成)によってパッシベーション層を形成する工程の前に、パッシベーション層形成用組成物からなる組成物層を脱脂処理する工程を更に有していてもよい。組成物層を脱脂処理する工程を有することで、より均一なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができる。   When the composition for forming a passivation layer contains a resin, the method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer according to the present invention provides the composition for forming a passivation layer, and then before the step of forming the passivation layer by heat treatment (firing). The composition layer comprising the composition for forming a passivation layer may further include a step of degreasing the composition layer. By having a step of degreasing the composition layer, a passivation layer having a more uniform passivation effect can be formed.

組成物層を脱脂処理する工程は、パッシベーション層形成用組成物に含まれることがある樹脂の少なくとも一部を除去することができれば、特に制限されない。脱脂処理は例えば250〜450℃で10〜120分間の熱処理とすることができ、300〜400℃で3〜60分間の熱処理であることが好ましい。また脱脂処理は、酸素存在下で行うことが好ましく、大気中で行なうことがより好ましい。   The step of degreasing the composition layer is not particularly limited as long as at least part of the resin that may be contained in the composition for forming a passivation layer can be removed. The degreasing treatment can be, for example, a heat treatment at 250 to 450 ° C. for 10 to 120 minutes, preferably a heat treatment at 300 to 400 ° C. for 3 to 60 minutes. The degreasing treatment is preferably performed in the presence of oxygen, and more preferably performed in the air.

<太陽電池素子>
本発明の太陽電池素子は、p型層及びn型層がpn接合されてなるpn接合部を有する半導体基板と、前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、本発明のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、前記p型層及び前記n型層の少なくとも一方の層上に配置される電極とを有する。本発明の太陽電池素子は、必要に応じてその他の構成要素を更に有していてもよい。
本発明の太陽電池素子は、本発明のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層を有することで、変換効率に優れる。
<Solar cell element>
The solar cell element of the present invention is provided with a semiconductor substrate having a pn junction part in which a p-type layer and an n-type layer are pn-junction, and at least part of at least one surface of the semiconductor substrate. A passivation layer, which is a heat-treated product of the layer forming composition, and an electrode disposed on at least one of the p-type layer and the n-type layer. The solar cell element of the present invention may further include other components as necessary.
The solar cell element of this invention is excellent in conversion efficiency by having the passivation layer formed from the composition for passivation layer formation of this invention.

本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与する半導体基板としては特に制限されず、目的に応じて通常用いられるものから適宜選択することができる。前記半導体基板としては、本発明のパッシベーション層付半導体基板の項で説明したものを使用することができ、好適に使用できるものも同様である。本発明のパッシベーション層が設けられる半導体基板の面は、太陽電池素子における裏面であることが好ましい。   It does not restrict | limit especially as a semiconductor substrate which provides the composition for formation of the passivation layer of this invention, According to the objective, it can select suitably from what is normally used. As the semiconductor substrate, those described in the section of the semiconductor substrate with a passivation layer of the present invention can be used, and those that can be suitably used are also the same. It is preferable that the surface of the semiconductor substrate provided with the passivation layer of the present invention is the back surface of the solar cell element.

また前記半導体基板上に形成されたパッシベーション層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えばパッシベーション層の平均厚さは、5nm〜50μmであることが好ましく、10nm〜30μmであることがより好ましく、15nm〜20μmであることが更に好ましい。
本発明の太陽電池素子の形状及び大きさに制限はない。例えば、一辺が125〜156mmの略正方形であることが好ましい。
The thickness of the passivation layer formed on the semiconductor substrate is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the average thickness of the passivation layer is preferably 5 nm to 50 μm, more preferably 10 nm to 30 μm, and still more preferably 15 nm to 20 μm.
There is no restriction | limiting in the shape and magnitude | size of the solar cell element of this invention. For example, it is preferable that one side is a substantially square of 125 to 156 mm.

<太陽電池素子の製造方法>
本発明の太陽電池素子の製造方法は、p型層及びn型層がpn接合されてなるpn接合部を有する半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を熱処理(焼成)して、パッシベーション層を形成する工程と、前記p型層及びn型層の少なくとも一方の層上に、電極を配置する工程と、を有する。本発明の太陽電池素子の製造方法は、必要に応じてその他の工程を更に有していてもよい。
<Method for producing solar cell element>
The method for producing a solar cell element according to the present invention comprises the composition for forming a passivation layer according to the present invention on at least a part of at least one surface of a semiconductor substrate having a pn junction formed by pn junction of a p-type layer and an n-type layer. On the at least one of the p-type layer and the n-type layer, a step of applying a product to form a composition layer, a step of heat-treating (firing) the composition layer to form a passivation layer, Arranging the electrodes. The method for manufacturing a solar cell element of the present invention may further include other steps as necessary.

本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、変換効率に優れる太陽電池素子を簡便な方法で製造することができる。   By using the composition for forming a passivation layer of the present invention, a solar cell element excellent in conversion efficiency can be produced by a simple method.

半導体基板におけるp型層及びn型層の少なくとも一方の層上に電極を配置する方法としては、通常用いられる方法を採用することができる。半導体基板の所望の領域に、銀ペースト、アルミニウムペースト等の電極形成用ペーストを付与し、必要に応じて熱処理(焼成)することで電極を製造することができる。   As a method for disposing the electrode on at least one of the p-type layer and the n-type layer in the semiconductor substrate, a commonly used method can be employed. An electrode can be manufactured by applying a paste for forming an electrode such as a silver paste or an aluminum paste to a desired region of a semiconductor substrate and performing a heat treatment (firing) as necessary.

本発明のパッシベーション層が設けられる半導体基板の面は、p型層であっても、n型層であってもよい。中でも変換効率の観点からp型層であることが好ましい。
本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いてパッシベーション層を形成する方法の詳細は、既述のパッシベーション層付半導体基板の製造方法と同様であり、好ましい態様も同様である。
The surface of the semiconductor substrate provided with the passivation layer of the present invention may be a p-type layer or an n-type layer. Among these, a p-type layer is preferable from the viewpoint of conversion efficiency.
The details of the method for forming a passivation layer using the composition for forming a passivation layer of the present invention are the same as the method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer described above, and the preferred embodiments are also the same.

次に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す工程図を断面図として示したものである。但し、この工程図は、本発明をなんら制限するものではない。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a method for producing a solar cell element having a passivation layer according to the present embodiment. However, this process diagram does not limit the present invention at all.

図1(1)では、p型半導体基板1をアルカリ水溶液で洗浄し、p型半導体基板1の表面の有機物、パーティクル等を除去する。これにより、パッシベーション効果がより向上する。アルカリ水溶液による洗浄方法としては、一般的に知られるRCA洗浄等を用いる方法が挙げられる。   In FIG. 1A, the p-type semiconductor substrate 1 is washed with an alkaline aqueous solution to remove organic substances, particles, and the like on the surface of the p-type semiconductor substrate 1. Thereby, the passivation effect improves more. As a cleaning method using an alkaline aqueous solution, a method using generally known RCA cleaning and the like can be mentioned.

その後、図1(2)に示すように、p型半導体基板1の表面を、アルカリエッチング等を施し、表面に凹凸(テクスチャともいう)を形成する。これにより、受光面側では太陽光の反射を抑制することができる。尚、アルカリエッチングには、NaOHとIPA(i−プロピルアルコール)とからなるエッチング溶液を使用することができる。   Thereafter, as shown in FIG. 1B, the surface of the p-type semiconductor substrate 1 is subjected to alkali etching or the like to form irregularities (also referred to as texture) on the surface. Thereby, reflection of sunlight can be suppressed on the light receiving surface side. For alkali etching, an etching solution composed of NaOH and IPA (i-propyl alcohol) can be used.

次いで、図1(3)に示すように、p型半導体基板1の表面にリン等を熱的に拡散させることにより、n型拡散層2がサブミクロンオーダーの厚さで形成されるとともに、p型バルク部分との境界にpn接合部が形成される。 Next, as shown in FIG. 1 (3), by thermally diffusing phosphorus or the like on the surface of the p-type semiconductor substrate 1, an n + -type diffusion layer 2 is formed with a thickness on the order of submicrons, A pn junction is formed at the boundary with the p-type bulk portion.

リンを拡散させるための手法としては、例えば、オキシ塩化リン(POCl)、窒素及び酸素の混合ガス雰囲気において、800〜1000℃で数十分の処理を行う方法が挙げられる。この方法では、混合ガスを用いてリンの拡散を行うため、図1(3)に示すように、受光面(表面)以外に、裏面及び側面(図示せず)にもn型拡散層2が形成される。またn型拡散層2の上には、PSG(リンシリケートガラス)層3が形成される。そこで、サイドエッチングを行い、側面のPSG層3及びn型拡散層2を除去する。 As a method for diffusing phosphorus, for example, a method of performing several tens of minutes at 800 to 1000 ° C. in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen can be cited. In this method, since phosphorus is diffused using a mixed gas, the n + -type diffusion layer 2 is formed not only on the light receiving surface (front surface) but also on the back surface and side surfaces (not shown) as shown in FIG. Is formed. A PSG (phosphosilicate glass) layer 3 is formed on the n + -type diffusion layer 2. Therefore, side etching is performed to remove the side PSG layer 3 and the n + -type diffusion layer 2.

その後、図1(4)に示すように、受光面及び裏面のPSG層3をフッ酸等のエッチング溶液を用いて除去する。更に裏面については、図1(5)に示すように、別途エッチング処理を行い、裏面のn型拡散層2を除去する。 Thereafter, as shown in FIG. 1 (4), the PSG layer 3 on the light receiving surface and the back surface is removed using an etching solution such as hydrofluoric acid. Further, as shown in FIG. 1 (5), the back surface is separately etched to remove the n + -type diffusion layer 2 on the back surface.

そして、図1(6)に示すように、受光面のn型拡散層2上に、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法等によって、窒化ケイ素等の反射防止膜4を厚さ90nm前後で設ける。 Then, as shown in FIG. 1 (6), an antireflection film 4 such as silicon nitride is formed on the n + -type diffusion layer 2 on the light-receiving surface by a PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method or the like at a thickness of about 90 nm. Provide.

次いで、図1(7)に示すように、裏面の一部に本発明のパッシベーション層形成用組成物をスクリーン印刷等にて塗布した後、乾燥後に300〜900℃の温度で熱処理(焼成)を行い、パッシベーション層5を形成する。   Next, as shown in FIG. 1 (7), after applying the passivation layer forming composition of the present invention to a part of the back surface by screen printing or the like, heat treatment (baking) is performed at a temperature of 300 to 900 ° C. after drying. Then, the passivation layer 5 is formed.

図5に、裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの一例を概略平面図として示す。図7は、図5のA部を拡大した概略平面図である。図8は、図5のB部を拡大した概略平面図である。図5に示すパッシベーション層の形成パターンの場合、図7及び図8からも分かるように、裏面のパッシベーション層5は後の工程で裏面出力取出し電極7が形成される部分を除き、ドット状にp型半導体基板1が露出したパターンで形成される。このドット状開口部のパターンは、ドット径(L)及びドット間隔(L)で規定され、規則正しく配列していることが好ましい。ドット径(L)及びドット間隔(L)は任意に設定できるが、パッシベーション効果及び少数キャリアの再結合を抑制する観点から、Lが5μm〜2mmでLが10μm〜3mmであることが好ましく、Lが10μm〜1.5mmでLが20μm〜2.5mmであることがより好ましく、Lが20μm〜1.3mmでLが30μm〜2mmであることが更に好ましい。 In FIG. 5, an example of the formation pattern of the passivation layer in the back surface is shown as a schematic plan view. FIG. 7 is an enlarged schematic plan view of a portion A in FIG. FIG. 8 is an enlarged schematic plan view of a portion B in FIG. In the case of the passivation layer formation pattern shown in FIG. 5, as can be seen from FIGS. 7 and 8, the back surface passivation layer 5 is formed in a dot shape except for the portion where the back surface output extraction electrode 7 is formed in a later step. The pattern semiconductor substrate 1 is formed with an exposed pattern. The pattern of the dot-shaped openings is defined by the dot diameter (L a ) and the dot interval (L b ), and is preferably arranged regularly. Dot diameter (L a) and the dot interval (L b) is can be arbitrarily set, in view of suppressing the recombination of the passivation effect and minority carriers, that L a is L b in 5μm~2mm is 10μm~3mm It is more preferable that L a is 10 μm to 1.5 mm and L b is 20 μm to 2.5 mm, and it is more preferable that L a is 20 μm to 1.3 mm and L b is 30 μm to 2 mm.

パッシベーション層形成用組成物が優れたパターン形成性を有している場合、このドット状開口部のパターンは、ドット径(L)及びドット間隔(L)が、より規則正しく配列する。このことから、少数キャリア再結合抑制により好ましいドット状開口部のパターンが形成でき、太陽電池素子の発電効率が向上する。 In the case where the composition for forming a passivation layer has an excellent pattern forming property, the dot diameter (L a ) and the dot interval (L b ) are more regularly arranged in this dot-like opening pattern. For this reason, a preferable dot-shaped opening pattern can be formed by suppressing minority carrier recombination, and the power generation efficiency of the solar cell element is improved.

ここで、上記ではパッシベーション層を形成したい部位(ドット状開口部以外の部分)にパッシベーション層形成用組成物を塗布し、熱処理(焼成)することで、所望の形状のパッシベーション層を形成している。これに対し、ドット状開口部を含む全面にパッシベーション層形成用組成物を塗布し、熱処理(焼成)後にレーザー、フォトリソグラフィ等により、ドット状開口部のパッシベーション層を選択的に除去することもできる。また、ドット状開口部のようにパッシベーション層形成用組成物を塗布したくない部分に予めマスク材によりマスクすることで、パッシベーション層形成用組成物を選択的に塗布することもできる。   Here, a passivation layer having a desired shape is formed by applying the passivation layer forming composition to a portion where the passivation layer is to be formed (portion other than the dot-shaped opening) and heat-treating (sintering). . On the other hand, the passivation layer forming composition can be applied to the entire surface including the dot-shaped opening, and the passivation layer in the dot-shaped opening can be selectively removed by laser, photolithography, etc. after heat treatment (firing). . Alternatively, the passivation layer forming composition can be selectively applied by previously masking a portion such as a dot-shaped opening where the passivation layer forming composition is not desired to be applied with a mask material.

次いで、図1(8)に示すように、受光面に、ガラス粒子を含む銀電極ペーストをスクリーン印刷等にて塗布する。図4は、太陽電池素子の受光面の一例を示す概略平面図である。図4に示すように、受光面電極は、受光面集電用電極8と受光面出力取出し電極9からなる。受光面積を確保するため、これら受光面電極の形成面積は少なく抑える必要がある。その他、受光面電極の抵抗率及び生産性の観点から、受光面集電用電極8の幅は10〜250μmで、受光面出力取出し電極9の幅は100μm〜2mmであることが好ましい。また、図4では受光面出力取出し電極9を2本設けているが、少数キャリアの取出し効率(発電効率)の観点から、受光面出力取出し電極9の本数を3本又は4本とすることもできる。   Next, as shown in FIG. 1 (8), a silver electrode paste containing glass particles is applied to the light receiving surface by screen printing or the like. FIG. 4 is a schematic plan view showing an example of the light receiving surface of the solar cell element. As shown in FIG. 4, the light receiving surface electrode includes a light receiving surface current collecting electrode 8 and a light receiving surface output extraction electrode 9. In order to secure a light receiving area, it is necessary to suppress the formation area of these light receiving surface electrodes. In addition, from the viewpoints of resistivity and productivity of the light receiving surface electrode, the width of the light receiving surface current collecting electrode 8 is preferably 10 to 250 μm, and the width of the light receiving surface output extraction electrode 9 is preferably 100 μm to 2 mm. In FIG. 4, two light receiving surface output extraction electrodes 9 are provided. However, from the viewpoint of minority carrier extraction efficiency (power generation efficiency), the number of light receiving surface output extraction electrodes 9 may be three or four. it can.

一方、図1(8)に示すように、裏面には、ガラス粉末を含むアルミニウム電極ペースト及びガラス粒子を含む銀電極ペーストを、スクリーン印刷等にて塗布する。図9は、太陽電池素子の裏面の一例を示す概略平面図である。裏面出力取出し電極7の幅は特に制限されないが、後の太陽電池の製造工程での配線材料の接続性等の観点から、裏面出力取出し電極7の幅は、100μm〜10mmであることが好ましい。   On the other hand, as shown in FIG. 1 (8), an aluminum electrode paste containing glass powder and a silver electrode paste containing glass particles are applied to the back surface by screen printing or the like. FIG. 9 is a schematic plan view showing an example of the back surface of the solar cell element. Although the width | variety of the back surface output extraction electrode 7 is not restrict | limited in particular, From viewpoints, such as connectivity of the wiring material in the manufacturing process of a later solar cell, it is preferable that the width | variety of the back surface output extraction electrode 7 is 100 micrometers-10 mm.

受光面及び裏面にそれぞれ電極ペーストを塗布した後は、乾燥後に大気中において450〜900℃程度の温度で、受光面及び裏面ともに熱処理(焼成)して、受光面に受光面集電用電極8及び受光面出力取出し電極9を、裏面に裏面集電用アルミニウム電極6及び裏面出力取出し電極7を、それぞれ形成する。   After applying the electrode paste to the light receiving surface and the back surface, after drying, the light receiving surface and the back surface are both heat-treated (fired) at a temperature of about 450 to 900 ° C. in the atmosphere, and the light receiving surface collecting electrode 8 is applied to the light receiving surface. The back surface collecting aluminum electrode 6 and the back surface output extracting electrode 7 are formed on the back surface, respectively.

熱処理(焼成)後、図1(9)に示すように、受光面では、受光面電極を形成する銀電極ペーストに含まれるガラス粒子と、反射防止膜4とが反応(ファイアースルー)して、受光面電極(受光面集電用電極8、受光面出力取出し電極9)とn型拡散層2とが電気的に接続(オーミックコンタクト)される。一方、裏面では、ドット状にp型半導体基板1が露出した部分(パッシベーション層5が形成されなかった部分)では、熱処理(焼成)により、アルミニウム電極ペースト中のアルミニウムがp型半導体基板1中に拡散することで、p型拡散層10が形成される。本発明においては、パターン形成性に優れる本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、パッシベーション効果に優れたパッシベーション層を簡便な手法で形成でき、発電性能に優れた太陽電池素子を製造することができる。 After heat treatment (firing), as shown in FIG. 1 (9), on the light receiving surface, the glass particles contained in the silver electrode paste forming the light receiving surface electrode react with the antireflection film 4 (fire through), The light-receiving surface electrode (light-receiving surface current collecting electrode 8, light-receiving surface output extraction electrode 9) and the n + -type diffusion layer 2 are electrically connected (ohmic contact). On the other hand, on the back surface, in the portion where the p-type semiconductor substrate 1 is exposed in a dot shape (the portion where the passivation layer 5 is not formed), the aluminum in the aluminum electrode paste is transferred into the p-type semiconductor substrate 1 by heat treatment (firing). By diffusing, the p + -type diffusion layer 10 is formed. In the present invention, by using the composition for forming a passivation layer of the present invention having excellent pattern formability, a passivation layer having excellent passivation effect can be formed by a simple method, and a solar cell element having excellent power generation performance is produced. be able to.

図2は、本実施形態に係るパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の他の一例を示す工程図を断面図として示したものであり、裏面のn型拡散層2がエッチング処理によって除去された後に、更に裏面が平坦化されること以外は、図1と同様にして太陽電池素子を製造することができる。平坦化する際は、硝酸、フッ酸及び酢酸の混合溶液又は水酸化カリウム溶液に、半導体基板の裏面を浸す等の手法を用いることができる。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of a method for manufacturing a solar cell element having a passivation layer according to this embodiment, and the n + -type diffusion layer 2 on the back surface is removed by an etching process. After that, the solar cell element can be manufactured in the same manner as in FIG. 1 except that the back surface is further flattened. When flattening, a technique such as immersing the back surface of the semiconductor substrate in a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid and acetic acid or a potassium hydroxide solution can be used.

図3は、本実施形態に係るパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の他の一例を示す工程図を断面図として示したものである。この方法では、p型半導体基板1にテクスチャー構造、n型拡散層2及び反射防止膜4を形成する工程(図3(19)〜(24))までは、図1の方法と同様である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a process diagram illustrating another example of a method for manufacturing a solar cell element having a passivation layer according to the present embodiment. This method is the same as the method of FIG. 1 until the step of forming the texture structure, the n + -type diffusion layer 2 and the antireflection film 4 on the p-type semiconductor substrate 1 (FIGS. 3 (19) to (24)). .

反射防止膜4を形成した後、図3(25)に示すように、パッシベーション層形成用組成物5を塗布する。図6に、裏面におけるパッシベーション層の形成パターンの一例を概略平面図として示す。図6に示すパッシベーション層の形成パターンでは、裏面の全面に、ドット状開口部が配列し、後の工程で裏面出力取出し電極が形成される部分にもドット状開口部が配列されている。   After the antireflection film 4 is formed, a passivation layer forming composition 5 is applied as shown in FIG. In FIG. 6, an example of the formation pattern of the passivation layer in the back surface is shown as a schematic plan view. In the formation pattern of the passivation layer shown in FIG. 6, dot-like openings are arranged on the entire back surface, and dot-like openings are also arranged on the portion where the back-surface output extraction electrode is formed in a later step.

その後、図3(26)に示すように、裏面においてドット状にp型半導体基板1が露出した部分(パッシベーション層5が形成されなかった部分)から、ホウ素又はアルミニウムを拡散させ、p型拡散層10を形成する。p型拡散層10を形成する際に、ホウ素を拡散させる場合は、三塩化ホウ素(BCl)を含むガス中で、1000℃付近の温度で処理する方法を用いることができる。但し、オキシ塩化リンを用いる場合と同様にガス拡散の手法であることから、基板の受光面、裏面及び側面にp型拡散層10が形成されてしまうため、これを抑制するためにドット状開口部以外の部分をマスキング処理して、ホウ素がp型半導体基板1の不要な部分に拡散するのを防止する等の措置が必要である。 Thereafter, as shown in FIG. 3 (26), boron or aluminum is diffused from the portion where the p-type semiconductor substrate 1 is exposed in the form of dots on the back surface (the portion where the passivation layer 5 is not formed), and p + -type diffusion is performed. Layer 10 is formed. When boron is diffused when forming the p + -type diffusion layer 10, a method of treating at a temperature around 1000 ° C. in a gas containing boron trichloride (BCl 3 ) can be used. However, since the method of gas diffusion is the same as in the case of using phosphorus oxychloride, the p + -type diffusion layer 10 is formed on the light receiving surface, the back surface, and the side surface of the substrate. It is necessary to take measures such as masking the portions other than the openings to prevent boron from diffusing into unnecessary portions of the p-type semiconductor substrate 1.

また、p型拡散層10を形成する際にアルミニウムを拡散させる場合は、前記アルミニウムペーストをドット状開口部に塗布し、これを450〜900℃の温度で熱処理(焼成)し、ドット状開口部からアルミニウムを拡散させてp型拡散層10を形成し、その後p型拡散層10上のアルミニウムペーストからなる熱処理物層(焼成物層)を塩酸等によりエッチングする手法を用いることができる。 In addition, when aluminum is diffused when forming the p + -type diffusion layer 10, the aluminum paste is applied to the dot-shaped opening, and this is heat-treated (fired) at a temperature of 450 to 900 ° C. A method may be used in which aluminum is diffused from the portion to form the p + -type diffusion layer 10 and then the heat-treated product layer (baked product layer) made of aluminum paste on the p + -type diffusion layer 10 is etched with hydrochloric acid or the like. .

次いで、図3(27)に示すように、裏面の全面にアルミニウムを物理的に蒸着することで、裏面集電用アルミニウム電極11を形成する。   Next, as shown in FIG. 3 (27), aluminum is physically vapor-deposited on the entire back surface to form the back surface collecting aluminum electrode 11.

その後、図3(28)に示すように、受光面にはガラス粒子を含む銀電極ペーストをスクリーン印刷等にて塗布し、裏面にはガラス粒子を含む銀電極ペーストをスクリーン印刷等にて塗布する。受光面の銀電極ペーストは図4に示す受光面電極の形状に合わせて、裏面の銀電極ペーストは図9に示す裏面電極の形状に合わせて、パターン状に付与する。   Thereafter, as shown in FIG. 3 (28), a silver electrode paste containing glass particles is applied to the light receiving surface by screen printing or the like, and a silver electrode paste containing glass particles is applied to the back surface by screen printing or the like. . The silver electrode paste on the light receiving surface is applied in a pattern according to the shape of the light receiving surface electrode shown in FIG. 4, and the silver electrode paste on the back surface is applied in a pattern according to the shape of the back electrode shown in FIG.

受光面及び裏面にそれぞれ電極ペーストを塗布した後は、乾燥後に大気中450〜900℃程度の温度で、受光面及び裏面ともに熱処理(焼成)して、図3(29)に示すように、受光面に受光面集電用電極8及び受光面出力取出し電極9を、裏面に裏面出力取出し電極7を、それぞれ形成する。このとき、受光面では受光面電極とn型拡散層2が電気的に接続され、裏面では、蒸着により形成された裏面集電用アルミニウム電極11と裏面出力取出し電極7とが電気的に接続される。 After applying the electrode paste to the light receiving surface and the back surface, respectively, after drying, the light receiving surface and the back surface are both heat-treated (fired) at a temperature of about 450 to 900 ° C. in the atmosphere, and as shown in FIG. A light receiving surface collecting electrode 8 and a light receiving surface output extraction electrode 9 are formed on the surface, and a back surface output extraction electrode 7 is formed on the back surface. At this time, the light receiving surface electrode and the n + -type diffusion layer 2 are electrically connected on the light receiving surface, and the back surface collecting aluminum electrode 11 and the back surface output extraction electrode 7 formed by vapor deposition are electrically connected on the back surface. Is done.

<太陽電池>
本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池素子の少なくとも1つを含み、前記太陽電池素子の電極上に配線材料が配置されて構成される。つまり、本発明の太陽電池は、前記太陽電池素子と、前記太陽電池素子の前記電極上に配置される配線材料と、を有する。
本発明の太陽電池は更に必要に応じて、配線材料を介して複数の太陽電池素子が連結され、更に封止材で封止されて構成される。前記配線材料及び封止材としては特に制限されず、当該技術分野で通常用いられているものから適宜選択することができる。
<Solar cell>
The solar cell of the present invention includes at least one of the solar cell elements of the present invention, and is configured by arranging a wiring material on the electrode of the solar cell element. That is, the solar cell of this invention has the said solar cell element and the wiring material arrange | positioned on the said electrode of the said solar cell element.
If necessary, the solar cell of the present invention is constituted by connecting a plurality of solar cell elements via a wiring material and further sealing with a sealing material. The wiring material and the sealing material are not particularly limited, and can be appropriately selected from those usually used in the technical field.

図10は、本発明の太陽電池の製造方法の一例を説明する図である。本発明の太陽電池は、例えば、図10に示すように、ガラス板16、封止材14、配線部材13を接続した太陽電池素子12、封止材14及びバックシート15をこの順で積層し、この積層体を真空ラミネータ(例えば、株式会社エヌピーシー、「LM−50×50−S」)を用いて、配線部材の一部が露出するように、140℃の温度で5分間真空ラミネートすることにより製造することができる。   FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a method for producing a solar cell of the present invention. For example, as shown in FIG. 10, the solar cell of the present invention is formed by laminating a glass plate 16, a sealing material 14, a solar cell element 12 connected to a wiring member 13, a sealing material 14, and a back sheet 15 in this order. Then, this laminate is vacuum laminated at a temperature of 140 ° C. for 5 minutes using a vacuum laminator (for example, NP Corporation, “LM-50 × 50-S”) so that a part of the wiring member is exposed. Can be manufactured.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「%」は質量基準である。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “%” is based on mass.

<実施例1>
(パッシベーション層形成用組成物1の調製)
一般式(I)で表される化合物としてペンタエトキシニオブ(北興化学工業株式会社、構造式:Nb(OC、分子量:318.2)を2.997g、一般式(II)で表される有機化合物としてイソボルニルシクロヘキサノール(日本テルペン化学株式会社、商品名:テルソルブMTPH)を17.463g、一般式(III)で表される化合物としてエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(川研ファインケミカル株式会社、商品名:ALCH)を3.003g、及び溶媒としてテルピネオールを6.543g混合して5分間混練し、パッシベーション層形成用組成物1を調製した。
<Example 1>
(Preparation of composition 1 for forming a passivation layer)
As a compound represented by the general formula (I), 2.997 g of pentaethoxyniobium (Hokuko Chemical Co., Ltd., structural formula: Nb (OC 2 H 5 ) 5 , molecular weight: 318.2) is represented by the general formula (II). 17.463 g of isobornylcyclohexanol (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., trade name: Tersolve MTPH) as the organic compound represented, and ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate (Kawaken) as the compound represented by the general formula (III) A composition 1 for forming a passivation layer was prepared by mixing 3.003 g of Fine Chemical Co., Ltd. (trade name: ALCH) and 6.543 g of terpineol as a solvent and kneading for 5 minutes.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物1のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計(AntonPaar社、MCR301)に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は2.5Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は2.5Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は1.0となった。
(Thixo ratio)
Immediately after preparation (within 12 hours) of the composition 1 for forming a passivation layer prepared above, a rotary shear viscometer (AntonPaar, MCR301) is equipped with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °). The measurement was performed at a temperature of 25.0 ° C. and shear rates of 10 s −1 and 1000 s −1 .
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 2.5 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 2.5 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 1.0.

(パッシベーション層の形成)
半導体基板として、表面がミラー形状の単結晶型p型シリコン基板(株式会社SUMCO、50mm角、厚さ:770μm)を用いた。シリコン基板をRCA洗浄液(関東化学株式会社、Frontier Cleaner−A01)を用いて70℃にて5分間、浸漬洗浄し、前処理を行った。
その後、シリコン基板にパッシベーション層形成用組成物1を付与し、シリコン基板を150℃で5分間加熱し、液状媒体を蒸散させることで乾燥処理した。次いで、シリコン基板を700℃の温度で10分間熱処理(焼成)した後、室温(25℃)で放冷した。熱処理(焼成)は、拡散炉(ACCURON CQ−1200、株式会社日立国際電気)を用いて、大気中雰囲気下、最高温度700℃、保持時間10分間の条件で行った。
(Formation of passivation layer)
As the semiconductor substrate, a single crystal p-type silicon substrate (SUMCO, 50 mm square, thickness: 770 μm) having a mirror-shaped surface was used. The silicon substrate was pre-treated by immersing and cleaning at 70 ° C. for 5 minutes using an RCA cleaning solution (Kanto Chemical Co., Ltd., Frontier Cleaner-A01).
Thereafter, the passivation layer forming composition 1 was applied to the silicon substrate, and the silicon substrate was heated at 150 ° C. for 5 minutes to evaporate the liquid medium, thereby drying. Next, the silicon substrate was heat-treated (baked) at a temperature of 700 ° C. for 10 minutes and then allowed to cool at room temperature (25 ° C.). The heat treatment (firing) was performed using a diffusion furnace (ACCURON CQ-1200, Hitachi Kokusai Electric Inc.) under conditions of a maximum temperature of 700 ° C. and a holding time of 10 minutes in an air atmosphere.

(実効ライフタイムの測定)
上記で得られた評価用基板の実効ライフタイム(LT1)(μs)を、ライフタイム測定装置(日本セミラボ株式会社、WT−2000PVN)を用いて、室温(25℃)で反射マイクロ波光電導減衰法により測定した。得られた評価用基板のパッシベーション層形成用組成物を付与した領域の実効ライフタイム(LT1)は、1312μsであった。
(Measurement of effective lifetime)
The effective lifetime (LT1) (μs) of the evaluation substrate obtained above is reflected at a room temperature (25 ° C.) using a lifetime measurement device (Nippon Semi-Lab Co., Ltd., WT-2000PVN). It was measured by. The effective lifetime (LT1) of the region to which the composition for forming a passivation layer of the obtained evaluation substrate was applied was 1312 μs.

(10日後の実効ライフタイム保持率)
上記で得られた実効ライフタイム(LT1)(μs)と、焼成後から10日経過した後に上記と同様の方法で得られた実効ライフタイム(LT2)から得られた実効ライフタイム保持率は95%であった。
(Effective lifetime retention after 10 days)
The effective lifetime retention ratio obtained from the effective lifetime (LT1) (μs) obtained above and the effective lifetime (LT2) obtained by the same method as described above after 10 days from firing was 95. %Met.

<実施例2>
(パッシベーション層形成用組成物2の調製)
ペンタエトキシニオブを3.015g、イソボルニルシクロヘキサノールを20.481g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを2.988g、及びテルピネオールを3.516g混合して5分間混練して、パッシベーション層形成用組成物2を調製した。
<Example 2>
(Preparation of composition 2 for forming a passivation layer)
Composition for forming a passivation layer by mixing 3.015 g of pentaethoxyniobium, 20.481 g of isobornylcyclohexanol, 2.988 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, and 3.516 g of terpineol and kneading for 5 minutes. Product 2 was prepared.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物2のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は7.3Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は7.3Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は1.0となった。
(Thixo ratio)
The composition 2 for forming a passivation layer prepared above was sheared immediately after preparation (within 12 hours), and a rotary shear viscometer was fitted with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °) at a temperature of 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C. respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 7.3 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 7.3 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 1.0.

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物2を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1305μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は96%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the composition 2 for forming a passivation layer, and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1305 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 96%.

<実施例3>
(パッシベーション層形成用組成物3の調製)
ペンタエトキシニオブを2.998g、イソボルニルシクロヘキサノールを13.996g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを3.045g、及びテルピネオールを9.963g混合して5分間混練して、パッシベーション層形成用組成物3を調製した。
<Example 3>
(Preparation of composition 3 for forming a passivation layer)
Composition for forming a passivation layer by mixing 2.998 g of pentaethoxyniobium, 13.996 g of isobornylcyclohexanol, 3.045 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, and 9.963 g of terpineol and kneading for 5 minutes. Product 3 was prepared.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物3のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は0.8Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は0.8Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は1.0となった。
(Thixo ratio)
The composition 3 for forming a passivation layer prepared above was sheared immediately after preparation (within 12 hours), and a rotary shear viscometer was fitted with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °) at a temperature of 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C., respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 0.8 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 0.8 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 1.0.

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物3を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1298μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は97%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the passivation layer forming composition 3 and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1298 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 97%.

<実施例4>
(パッシベーション層形成用組成物4の調製)
ペンタエトキシニオブを1.503g、イソボルニルシクロヘキサノールを19.409g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを1.504g、及びテルピネオールを7.598g混合して5分間混練して、パッシベーション層形成用組成物4を調製した。
<Example 4>
(Preparation of passivation layer forming composition 4)
Composition for forming a passivation layer by mixing 1.503 g of pentaethoxyniobium, 19.409 g of isobornylcyclohexanol, 1.504 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and 7.598 g of terpineol and kneading for 5 minutes. Product 4 was prepared.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物4のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は2.6Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は2.5Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は1.0となった。
(Thixo ratio)
The composition 4 for forming the passivation layer prepared above was sheared immediately after preparation (within 12 hours). A rotary shear viscometer was equipped with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °), and the temperature was 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C. respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 2.6 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 2.5 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 1.0.

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物4を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1333μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は97%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the composition 4 for forming a passivation layer, and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1333 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 97%.

<実施例5>
(パッシベーション層形成用組成物5の調製)
ペンタエトキシニオブを1.496g、イソボルニルシクロヘキサノールを22.955g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを1.557g、及びテルピネオールを3.994g混合して5分間混練して、パッシベーション層形成用組成物5を調製した。
<Example 5>
(Preparation of composition 5 for forming a passivation layer)
Composition for forming a passivation layer by mixing 1.496 g of pentaethoxyniobium, 22.955 g of isobornylcyclohexanol, 1.557 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and 3.994 g of terpineol and kneading for 5 minutes. Product 5 was prepared.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物5のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は10.9Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は10.9Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は1.0となった。
(Thixo ratio)
The composition 5 for forming a passivation layer prepared above was subjected to shear viscosity immediately after preparation (within 12 hours), and a rotary shear viscometer was fitted with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °) at a temperature of 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C., respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 10.9 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 10.9 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 1.0.

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物5を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1345μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は95%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the composition 5 for forming a passivation layer, and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1345 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 95%.

<実施例6>
(パッシベーション層形成用組成物6の調製)
ペンタエトキシニオブを2.227g、イソボルニルシクロヘキサノールを18.537g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを2.223g、及びテルピネオールを7.004g混合して5分間混練して、パッシベーション層形成用組成物6を調製した。
<Example 6>
(Preparation of passivation layer forming composition 6)
Composition for forming a passivation layer by mixing 2.227 g of pentaethoxyniobium, 18.537 g of isobornylcyclohexanol, 2.223 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and 7.004 g of terpineol and kneading for 5 minutes. Product 6 was prepared.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物6のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は3.7Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は3.6Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は1.0となった。
(Thixo ratio)
The composition 6 for forming a passivation layer prepared above was subjected to a shear viscosity immediately after preparation (within 12 hours), and a rotary shear viscometer was fitted with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °) at a temperature of 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C., respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 3.7 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 3.6 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 1.0.

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物6を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1324μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は95%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the composition 6 for forming a passivation layer, and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1324 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 95%.

<実施例7>
(パッシベーション層形成用組成物7の調製)
ペンタエトキシニオブを2.266g、イソボルニルシクロヘキサノールを23.945g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを2.274g、及びテルピネオールを1.504g混合して5分間混練して、パッシベーション層形成用組成物7を調製した。
<Example 7>
(Preparation of Passivation Layer-Forming Composition 7)
A composition for forming a passivation layer is prepared by mixing 2.266 g of pentaethoxyniobium, 23.945 g of isobornylcyclohexanol, 2.274 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and 1.504 g of terpineol and kneading for 5 minutes. Product 7 was prepared.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物7のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は24.9Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は24.9Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は1.0となった。
(Thixo ratio)
The shear viscosity of the composition 7 for forming a passivation layer prepared above was set immediately after the preparation (within 12 hours), and a rotary shear viscometer was equipped with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °) at a temperature of 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C. respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 24.9 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 24.9 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 1.0.

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物7を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1288μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は97%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the passivation layer forming composition 7, and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1288 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 97%.

<実施例8>
(パッシベーション層形成用組成物8の調製)
ペンタエトキシニオブを2.376g、イソボルニルシクロヘキサノールを20.877g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを2.298g、及びテルピネオールを4.483g混合して5分間混練して、パッシベーション層形成用組成物8を調製した。
<Example 8>
(Preparation of passivation layer forming composition 8)
Composition for forming a passivation layer by mixing 2.376 g of pentaethoxyniobium, 20.877 g of isobornylcyclohexanol, 2.298 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and 4.483 g of terpineol and kneading for 5 minutes. Product 8 was prepared.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物8のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は6.4Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は6.4Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は1.0となった。
(Thixo ratio)
The composition 8 for forming a passivation layer prepared above was sheared immediately after preparation (within 12 hours), and a rotary shear viscometer was fitted with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °), and the temperature was 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C., respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 6.4 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 6.4 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 1.0.

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物8を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1304μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は95%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the passivation layer forming composition 8 and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1304 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 95%.

<比較例1>
(パッシベーション層形成用組成物C1の調製)
エチルセルロースを100.0g及びテルピネオールを900g混合し、150℃で1時間攪拌して10質量%エチルセルロース溶液を調製した。これとは別に、ペンタエトキシニオブを4.143g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを4.278g、及びテルピネオールを6.520g混合し、次に10質量%エチルセルロース溶液15.061gを混合して5分間混練して無色透明の溶液として、パッシベーション層形成用組成物C1を調製した。
<Comparative Example 1>
(Preparation of composition C1 for forming a passivation layer)
100.0 g of ethyl cellulose and 900 g of terpineol were mixed and stirred at 150 ° C. for 1 hour to prepare a 10 mass% ethyl cellulose solution. Separately, 4.143 g of pentaethoxyniobium, 4.278 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and 6.520 g of terpineol are mixed, and then 15.061 g of 10% by weight ethylcellulose solution is mixed for 5 minutes. A composition C1 for forming a passivation layer was prepared as a colorless and transparent solution by kneading.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物C1のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は41.1Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は0.6Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は69となった。
(Thixo ratio)
The composition C1 for forming a passivation layer prepared above was sheared immediately after preparation (within 12 hours), and a rotary shear viscometer was equipped with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °) at a temperature of 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C., respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 41.1 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 0.6 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) was 69 when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 .

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物C1を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1077μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は6%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on the silicon substrate pretreated with the passivation layer forming composition C1, and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1077 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 6%.

<比較例2>
(パッシベーション層形成用組成物C2の調製)
ペンタエトキシニオブを2.229g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを2.2235g、及びテルピネオールを10.506g混合し、次に比較例1の10質量%エチルセルロース溶液の15.032gを混合して5分間混練して無色透明の溶液として、パッシベーション層形成用組成物C2を調製した。
<Comparative example 2>
(Preparation of passivation layer forming composition C2)
2.229 g of pentaethoxyniobium, 2.2235 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, and 10.506 g of terpineol are mixed, and then 15.032 g of the 10 mass% ethylcellulose solution of Comparative Example 1 is mixed for 5 minutes. A composition C2 for forming a passivation layer was prepared as a colorless and transparent solution by kneading.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物C2のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は31.3Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は0.4Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は78.3となった。
(Thixo ratio)
The composition C2 for forming a passivation layer prepared above was sheared immediately after preparation (within 12 hours). A rotary shear viscometer was equipped with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °) at a temperature of 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C., respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 31.3 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 0.4 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 was 78.3.

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物C2を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、954μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は15%であった。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the passivation layer forming composition C2, and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 954 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 15%.

<比較例3>
(パッシベーション層形成用組成物C3の調製)
ペンタエトキシニオブを1.542g、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートを1.503g、及びテルピネオールを25.364g混合し、次に比較例1の10質量%エチルセルロース溶液の1.591gを混合して5分間混練して無色透明の溶液として、パッシベーション層形成用組成物C3を調製した。
<Comparative Example 3>
(Preparation of composition C3 for forming a passivation layer)
1.542 g of pentaethoxyniobium, 1.503 g of ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, and 25.364 g of terpineol were mixed, and then 1.591 g of the 10 mass% ethylcellulose solution of Comparative Example 1 was mixed for 5 minutes. A composition C3 for forming a passivation layer was prepared as a colorless and transparent solution by kneading.

(チキソ比)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物C1のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)、回転式せん断粘度計に、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着し、温度25.0℃で、せん断速度10s−1及び1000s−1の条件でそれぞれ測定した。
せん断速度が10s−1の条件でのせん断粘度(η)は0.1Pa・s、せん断速度が1000s−1の条件でのせん断粘度(η)は0.01Pa・sとなった。せん断粘度が10s−1と1000s−1の場合でのチキソ比(η/η)は10.0となった。
(Thixo ratio)
The composition C1 for forming a passivation layer prepared above was sheared immediately after preparation (within 12 hours), and a rotary shear viscometer was equipped with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °) at a temperature of 25.0. The measurement was carried out at a temperature of 10 s −1 and 1000 s −1 at 0 ° C. respectively.
The shear viscosity (η 1 ) at a shear rate of 10 s −1 was 0.1 Pa · s, and the shear viscosity (η 2 ) at a shear rate of 1000 s −1 was 0.01 Pa · s. The thixo ratio (η 1 / η 2 ) was 10.0 when the shear viscosity was 10 s −1 and 1000 s −1 .

(実効ライフタイムと実効ライフタイム保持率)
パッシベーション層形成用組成物C3を前処理したシリコン基板上に、実施例1と同様にしてパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。実効ライフタイムは、1150μsであった。10日後の実効ライフタイム保持率は51%であった。
実施例1〜8及び比較例1〜3の結果を表1にまとめて示した。
(Effective lifetime and effective lifetime retention rate)
A passivation layer was formed in the same manner as in Example 1 on a silicon substrate pretreated with the passivation layer forming composition C3 and evaluated in the same manner. The effective lifetime was 1150 μs. The effective lifetime retention rate after 10 days was 51%.
The results of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 1.

Figure 2016134557
Figure 2016134557

実施例1〜8に示したように、一般式(II)で表される特定の有機化合物を含むパッシベーション層形成用組成物を用いた場合、良好なライフタイムとライフタイム保持率を有するパッシベーション層が形成できることが分かった。一方、一般式(II)で表される特定の有機化合物を含有しない比較例1〜3は、ライフタイム保持率が低かった。   As shown in Examples 1 to 8, a passivation layer having a good lifetime and lifetime retention rate when a composition for forming a passivation layer containing a specific organic compound represented by the general formula (II) is used. It was found that can be formed. On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 not containing the specific organic compound represented by the general formula (II) had a low lifetime retention rate.

1:p型半導体基板、2:n型拡散層、3:PSG(リンシリケートガラス)層、4:反射防止膜、5:パッシベーション形成用組成物、6:アルミニウム電極ペースト、又はこれを熱処理(焼成)した裏面集電用アルミニウム電極、7:裏面出力取出し電極ペースト、又はこれを熱処理(焼成)した裏面出力取出し電極、8:受光面集電用電極ペースト、又はこれを熱処理(焼成)した受光面集電用電極、9:受光面出力取出し電極ペースト、又はこれを熱処理(焼成)した受光面出力取出し電極、10:p型拡散層、11:裏面集電用アルミニウム電極、12:太陽電池素子、13:配線部材、14:封止材、15:バックシート、16:ガラス板。 1: p-type semiconductor substrate, 2: n + -type diffusion layer, 3: PSG (phosphosilicate glass) layer, 4: antireflection film, 5: composition for forming passivation, 6: aluminum electrode paste, or heat treatment ( Baked back surface collecting aluminum electrode, 7: back surface output extraction electrode paste, or back surface output extraction electrode heat-treated (baked), 8: light receiving surface current collecting electrode paste, or heat-treated (fired) received light Electrode for surface current collection, 9: Light receiving surface output extraction electrode paste, or light reception surface output extraction electrode obtained by heat treatment (baking), 10: p + type diffusion layer, 11: Aluminum electrode for back surface current collection, 12: Solar cell Element: 13: Wiring member, 14: Sealing material, 15: Back sheet, 16: Glass plate.

Claims (7)

下記一般式(I)で表される化合物と、下記一般式(II)で表される有機化合物と、を含み、前記一般式(II)の含有率が、パッシベーション層形成用組成物100質量%に対して、30〜90質量%であるパッシベーション層形成用組成物。
Figure 2016134557
[一般式(I)中、Mは、Al、Nb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種を表す。Rはそれぞれ独立してアルキル基又はアリール基を表す。mは1〜5の整数を表す。]
Figure 2016134557
A compound represented by the following general formula (I) and an organic compound represented by the following general formula (II), wherein the content of the general formula (II) is 100% by mass of the composition for forming a passivation layer The composition for formation of a passivation layer which is 30-90 mass% with respect to.
Figure 2016134557
[In General Formula (I), M represents at least one selected from the group consisting of Al, Nb, Ta, V, Y, and Hf. R 1 independently represents an alkyl group or an aryl group. m represents an integer of 1 to 5. ]
Figure 2016134557
更に、下記一般式(III)で表される化合物を含む、請求項1に記載のパッシベーション層形成用組成物。
Figure 2016134557
[一般式(III)中、Rはそれぞれ独立してアルキル基を表す。nは1〜3の整数を表す。X及びXはそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。]
Furthermore, the composition for passivation layer formation of Claim 1 containing the compound represented with the following general formula (III).
Figure 2016134557
[In General Formula (III), each R 2 independently represents an alkyl group. n represents an integer of 1 to 3. X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. R 3 , R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. ]
半導体基板と、
前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、請求項1又は請求項2に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、を有するパッシベーション層付半導体基板。
A semiconductor substrate;
A semiconductor substrate with a passivation layer, comprising: a passivation layer that is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer according to claim 1, provided on at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate.
半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、請求項1又は請求項2に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理してパッシベーション層を形成する工程と、
を有するパッシベーション層付半導体基板の製造方法。
A step of applying a passivation layer forming composition according to claim 1 or 2 to at least a part of at least one surface of a semiconductor substrate to form a composition layer;
Heat-treating the composition layer to form a passivation layer;
The manufacturing method of the semiconductor substrate with a passivation layer which has this.
p型層及びn型層がpn接合されてなるpn接合部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に設けられる、請求項1又は請求項2に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、
前記p型層及び前記n型層の少なくとも一方の層上に配置される電極と、
を有する太陽電池素子。
a semiconductor substrate having a pn junction formed by p-type junction of a p-type layer and an n-type layer;
A passivation layer, which is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer according to claim 1 or 2, provided on at least a part of at least one surface of the semiconductor substrate;
An electrode disposed on at least one of the p-type layer and the n-type layer;
A solar cell element having
p型層及びn型層がpn接合されてなるpn接合部を有する半導体基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、請求項1又は請求項2に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、パッシベーション層を形成する工程と、
前記p型層及びn型層の少なくとも一方の層上に、電極を配置する工程と、
を有する太陽電池素子の製造方法。
The composition for forming a passivation layer according to claim 1 or 2 is applied to at least a part of at least one surface of a semiconductor substrate having a pn junction formed by pn junction of a p-type layer and an n-type layer. Forming a composition layer,
Heat-treating the composition layer to form a passivation layer;
Disposing an electrode on at least one of the p-type layer and the n-type layer;
The manufacturing method of the solar cell element which has this.
請求項5に記載の太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の前記電極上に配置される配線材料と、を有する太陽電池。
A solar cell element according to claim 5;
And a wiring material disposed on the electrode of the solar cell element.
JP2015009499A 2015-01-21 2015-01-21 Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer using the same and method for manufacturing the same, solar battery element and method for manufacturing the same, and solar battery Pending JP2016134557A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015009499A JP2016134557A (en) 2015-01-21 2015-01-21 Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer using the same and method for manufacturing the same, solar battery element and method for manufacturing the same, and solar battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015009499A JP2016134557A (en) 2015-01-21 2015-01-21 Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer using the same and method for manufacturing the same, solar battery element and method for manufacturing the same, and solar battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016134557A true JP2016134557A (en) 2016-07-25

Family

ID=56464538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015009499A Pending JP2016134557A (en) 2015-01-21 2015-01-21 Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer using the same and method for manufacturing the same, solar battery element and method for manufacturing the same, and solar battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016134557A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014010743A1 (en) Passivation layer forming composition, semiconductor substrate with passivation layer and manufacturing method thereof, solar cell device and manufacturing method thereof, and solar cell
JPWO2014014110A1 (en) Passivation layer forming composition, semiconductor substrate with passivation layer, method for manufacturing semiconductor substrate with passivation layer, solar cell element, method for manufacturing solar cell element, and solar cell
WO2014014108A1 (en) Passivation-layer-forming composition, semiconductor substrate having passivation layer, method for manufacturing semiconductor substrate having passivation layer, solar-cell element, method for manufacturing solar-cell element, and solar cell
JP2018082211A (en) Composition for passivation film formation, semiconductor substrate with passivation film and method for manufacturing the same, and solar battery element and method for manufacturing the same
JP6658522B2 (en) Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer and method for manufacturing the same, solar cell element and method for manufacturing the same, and solar cell
JP2014157871A (en) Composition for forming passivation film, semiconductor substrate with passivation film and manufacturing method therefor, and solar cell element and manufacturing method therefor
JP6330661B2 (en) Passivation layer forming composition, semiconductor substrate with passivation layer and method for producing the same, solar cell element and method for producing the same
JP2015115488A (en) Composition for passivation layer formation, semiconductor substrate with passivation layer, method for manufacturing semiconductor substrate with passivation layer, solar battery element, method for manufacturing solar battery element, and solar battery
JP2017188537A (en) Solar battery element, method for manufacturing the same, and solar battery
JP6424422B2 (en) Method of manufacturing semiconductor substrate with passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer, method of manufacturing solar cell element, and solar cell element
JP6107033B2 (en) Composition for forming semiconductor substrate passivation film, semiconductor substrate with passivation film and method for producing the same, solar cell element and method for producing the same
JP2016058438A (en) Composition for forming layer for passivation layer protection, solar battery element, manufacturing method thereof, and solar battery
JP2017045834A (en) Method of manufacturing passivation film for solar cell
JP2016134556A (en) Composition for solar battery, composition for forming passivation layer using the same, semiconductor substrate with passivation layer and method for manufacturing the same, solar battery element and method for manufacturing the same, and solar battery
JP2017188536A (en) Solar battery element and solar battery
JPWO2014014115A1 (en) Semiconductor substrate with passivation layer and method for manufacturing the same
JP2016134557A (en) Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer using the same and method for manufacturing the same, solar battery element and method for manufacturing the same, and solar battery
JP2018174270A (en) Composition for passivation layer formation, passivation layer-attached semiconductor substrate, method for manufacturing passivation layer-attached semiconductor substrate, solar battery element, method for manufacturing solar battery element, and solar battery
WO2017061617A1 (en) Passivation-layer forming composition, semiconductor substrate with attached passivation layer and method for manufacturing same, solar cell device and method for manufacturing same, and solar cell
JP2018006425A (en) Composition for passivation layer formation, passivation layer-attached semiconductor substrate, method for manufacturing passivation layer-attached semiconductor substrate, solar battery element, method for manufacturing solar battery element, and solar battery
JP2016201443A (en) Semiconductor substrate with passivation layer and its manufacturing method, solar cell element using the same and its manufacturing method, and solar cell
JP2016051848A (en) Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer and method of manufacturing the same, solar cell element and method of manufacturing the same, and solar cell
WO2016002902A1 (en) Method for producing passivation layer formation composition, semiconductor substrate provided with passivation layer, method for producing same, solar cell element, method for producing same, and solar cell
JP2017011195A (en) Manufacturing method of solar cell element with passivation layer and solar cell module
JP2016225349A (en) Solar battery element and method of manufacturing the same, and solar battery module