JP2016149507A - Semiconductor device manufacturing method, soar cell manufacturing method and solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法、太陽電池の製造方法および太陽電池に係り、特に不純物拡散に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a solar cell manufacturing method, and a solar cell, and more particularly to impurity diffusion.
従来、太陽電池の製造においては、一方の表面にn型の不純物、他方の表面にp型の不純物が拡散された半導体基板が用いられている。このような半導体基板は、例えば次のようにして形成している。すなわち、半導体基板の一方の表面上に第1導電型の不純物元素を含む第1拡散源層を形成するとともに、半導体基板の他方の表面上に第2導電型の不純物元素を含む第2拡散源層を形成する。そして、各拡散源層が形成された複数枚の半導体基板を、一方の表面および他方の表面の向きを揃えて拡散炉内に配置する。半導体基板を拡散炉内に配置後、半導体基板に熱処理を施して、各拡散源層に含まれる不純物拡散成分を半導体基板内に熱拡散させる。 Conventionally, in the manufacture of solar cells, a semiconductor substrate in which n-type impurities are diffused on one surface and p-type impurities are diffused on the other surface is used. Such a semiconductor substrate is formed as follows, for example. That is, a first diffusion source layer containing a first conductivity type impurity element is formed on one surface of a semiconductor substrate, and a second diffusion source containing a second conductivity type impurity element is formed on the other surface of the semiconductor substrate. Form a layer. Then, the plurality of semiconductor substrates on which the respective diffusion source layers are formed are arranged in the diffusion furnace with the one surface and the other surface being aligned. After the semiconductor substrate is placed in the diffusion furnace, the semiconductor substrate is subjected to heat treatment to thermally diffuse the impurity diffusion component contained in each diffusion source layer into the semiconductor substrate.
拡散炉での熱処理時、不純物拡散成分の一部は、拡散炉内のガス雰囲気中にアウトディフュージョンすなわち外方拡散する。この外方拡散のため、互いに隣接する半導体基板の一方の第1拡散源層と、他方の第2拡散源層とを向かい合わせて複数の半導体基板を拡散炉内に配列する従来の方法では、一方の半導体基板の第1拡散源層からガス雰囲気中に放出された不純物元素を含む不純物拡散成分が、他方の半導体基板の第2拡散源層に付着してしまうおそれがあった。また、他方の半導体基板の第2拡散源層からガス雰囲気中に放出された不純物元素を含む不純物拡散成分が、一方の半導体基板の第1拡散源層に付着してしまうおそれがあった。この場合、拡散させようとする不純物元素の導電型と異なる導電型の不純物元素が半導体基板の表面に拡散する異常拡散が発生してしまう場合があった。 During the heat treatment in the diffusion furnace, a part of the impurity diffusion component is out-diffused, that is, out-diffused into the gas atmosphere in the diffusion furnace. For this outward diffusion, in the conventional method of arranging a plurality of semiconductor substrates in a diffusion furnace with one first diffusion source layer of the semiconductor substrates adjacent to each other and the other second diffusion source layer facing each other, There is a possibility that an impurity diffusion component containing an impurity element released from the first diffusion source layer of one semiconductor substrate into the gas atmosphere may adhere to the second diffusion source layer of the other semiconductor substrate. Further, there is a possibility that an impurity diffusion component containing an impurity element released from the second diffusion source layer of the other semiconductor substrate into the gas atmosphere may adhere to the first diffusion source layer of one semiconductor substrate. In this case, abnormal diffusion may occur in which an impurity element having a conductivity type different from the conductivity type of the impurity element to be diffused diffuses on the surface of the semiconductor substrate.
この異常拡散を防ぐ方法としては、例えば、拡散炉内に配列する半導体基板間の距離を広げて、一方の半導体基板の拡散源層から放出された不純物元素を含む不純物拡散成分が隣接する半導体基板に到達することを防ぐ方法が考えられる。 As a method for preventing this abnormal diffusion, for example, the distance between semiconductor substrates arranged in a diffusion furnace is increased, and an impurity diffusion component containing an impurity element emitted from a diffusion source layer of one semiconductor substrate is adjacent to the semiconductor substrate. A method for preventing the arrival of the
また、他の方法として特許文献1には、n型の不純物元素を含む不純物拡散成分を有機溶剤に溶かしたものと、p型の不純物元素を含む不純物拡散成分を有機溶剤に溶かしたものとを、1枚の半導体基板の別々の面にそれぞれ塗布した後に、複数の半導体基板を、同じ導電型の不純物元素を含む不純物拡散成分を含む拡散源層同士が対向するようにして拡散炉内に配列することで、熱拡散時に各拡散源層から拡散炉内のガス雰囲気中に放出された不純物拡散成分は、隣接する半導体基板の同一導電型の拡散源層に付着することになり、異常拡散の発生を防ぐ点が開示されている。
As another method,
上述した半導体基板間の距離を拡げる方法では、熱処理時に炉内に流す気体の流量によっては外方拡散防止に必要な距離を広めに取る必要が生じることになる。このため、拡散炉内に一度に載置できる半導体基板の枚数が極端に減り、半導体基板の生産効率が低下してしまうという問題があった。 In the method of increasing the distance between the semiconductor substrates described above, it is necessary to increase the distance necessary for preventing outward diffusion depending on the flow rate of the gas flowing in the furnace during the heat treatment. For this reason, there is a problem that the number of semiconductor substrates that can be placed in the diffusion furnace at a time is extremely reduced, and the production efficiency of the semiconductor substrates is lowered.
また、上記特許文献1の方法でも、隣接する基板同士の距離が近いと外方拡散防止の効果は十分には期待できず、また、半導体基板の両面に不純物拡散源すなわちドーパント材料を塗布することが前提であるために例えば少なくとも一方の面に気相拡散法を適用する場合には使用できない。
Further, even in the method of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の半導体基板を熱処理により作製する方法において、拡散炉内で一度に処理できる半導体基板数を多く確保しつつ、異常拡散の発生を抑えることの可能な半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and suppresses the occurrence of abnormal diffusion while securing a large number of semiconductor substrates that can be processed at a time in a diffusion furnace in a method of manufacturing a plurality of semiconductor substrates by heat treatment. An object of the present invention is to obtain a method for manufacturing a semiconductor device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第1導電型の不純物拡散源が形成された第1主面と、第1主面に対向する第2主面とを有する半導体基板に対し、第2主面に対して、第2導電型の不純物拡散源を供給して、第1主面に第1導電型拡散層、第2主面に第2導電型拡散層を形成する不純物拡散工程を含む半導体装置の製造方法である。第1主面を内側にして向かい合うようにそれぞれ2枚の半導体基板を配列して構成された第1および第2の被処理基板群間に、第1および第2の被処理基板群間で、第2主面が向かい合う位置に、少なくとも1枚の基板を挟んで、熱処理を行う熱拡散工程を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a first main surface on which an impurity diffusion source of the first conductivity type is formed, and a second main surface opposite to the first main surface. An impurity diffusion source of a second conductivity type is supplied to the semiconductor substrate with respect to the second main surface, and the first conductivity type diffusion layer is provided on the first main surface and the second conductivity type diffusion layer is provided on the second main surface. A method of manufacturing a semiconductor device including an impurity diffusion step to be formed. Between the first and second target substrate groups configured by arranging two semiconductor substrates so as to face each other with the first main surface facing inside, between the first and second target substrate groups, It includes a thermal diffusion process in which heat treatment is performed with at least one substrate interposed between the second main surfaces facing each other.
本発明によれば、拡散炉内で一度に処理できる半導体基板数を多く確保しつつ、異常拡散の発生を抑えることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of abnormal diffusion while securing a large number of semiconductor substrates that can be processed at once in a diffusion furnace.
以下に、本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法、太陽電池の製造方法および太陽電池を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。 Below, the manufacturing method of the semiconductor device concerning the embodiment of the present invention, the manufacturing method of a solar cell, and a solar cell are explained in detail based on a drawing. In addition, this invention is not limited by this embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In the drawings shown below, the scale of each member may be different from the actual scale for easy understanding. The same applies between the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の太陽電池の製造方法で形成された太陽電池を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のA−A断面図である。図2(a)から(d)および図3(a)から(c)は、実施の形態1の太陽電池の製造方法を示す工程断面図である。図4は、実施の形態1の太陽電池の製造方法における拡散工程を示す模式図、図5は、実施の形態1の太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。実施の形態1では、複数枚の半導体基板を一括処理するに際し、第2主面を内側にして向かい合うようにそれぞれ2枚の半導体基板を配列した第1および第2の被処理基板群間に、第1主面が向かい合う位置に、少なくとも1枚のシリコン基板からなる拡散制御基板20を挟んで、配置し熱処理を行うことを特徴とするものである。実施の形態1では、第1導電型の不純物拡散源が形成された受光面1Aである第1主面と、受光面1Aに対向する裏面1Bである第2主面とを有する半導体基板であるn型単結晶シリコン基板1に対し、第2主面1Bに対して第1導電型とは逆導電型である第2導電型の不純物拡散源としてオキシ塩化リンPOCl3を供給して、受光面1A側となる第1主面に第1導電型拡散層としてp型拡散層2、裏面側1Bとなる第2主面に第2導電型拡散層としてn型拡散層4を形成する不純物拡散工程において、半導体基板間に拡散制御基板20であるシリコン基板を配し、複数枚の太陽電池基板を一括処理する。
1A and 1B are diagrams showing a solar cell formed by the solar cell manufacturing method of
この方法では、半導体基板に第2導電型の不純物を拡散し、第2導電型拡散層を形成する際の外方拡散は隣接する基板すなわち拡散制御基板20の表面に生じ、1つおきに配置した半導体基板への影響は小さくなる。これにより、第1導電型の不純物拡散成分を含む拡散源層を有する面に対しての第2導電型の不純物の形成を防ぐことができ、リーク電流の発生を抑制する。
In this method, impurities of the second conductivity type are diffused in the semiconductor substrate, and the outward diffusion at the time of forming the second conductivity type diffusion layer occurs on the surface of the adjacent substrate, that is, the
以下、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池の製造方法について詳細に説明するが、説明に先立ち、拡散に用いられる装置について説明する。図6は、実施の形態1に係る太陽電池の製造方法における不純物拡散方法で用いられる不純物拡散装置を示す模式図であり、図7は、実施の形態1の不純物拡散装置に接続する拡散用ガス発生装置の模式図、図8は、実施の形態1の不純物拡散装置で使用する親ボートおよび子ボートの構造を示す模式図である。
Hereinafter, although the manufacturing method of the solar
実施の形態1に係る不純物拡散装置100は、図6に示すように、円筒状の石英チューブ101と、円筒状のヒーター110とから構成された横型炉で構成されている。円筒状のヒーター110は、石英チューブ101の外周部に、石英チューブ101を均一に加熱するように配置されている。
As shown in FIG. 6, the
石英チューブ101の、図6において右側にある端部109は、後述する親ボート116の出入口となっている。図示しないが、この出入口には、この出入口を閉塞するための扉と、この扉を開いたときに石英チューブ101内に残留するパージガスを収集するための排気フードとが設置されている。石英チューブ101の左側の端部は、閉塞され、後述する拡散用ガス導入管102が挿通されている。なお、石英チューブ101にて熱処理を施す場合の様子を示すために、石英チューブ101内には基板107を載せた子ボート108が示されているが、子ボート108を載せて炉内へ搬送する親ボート116は省略している。また、石英チューブ101の中ほどよりも、右側の出入口側の上方に、拡散用ガス排出口104が設けられている。図6に、拡散用ガス排出方向105を矢印で示す。また、石英チューブ101の拡散用ガス導入管102側および出入口である端部109側に、円盤状のシリコン基板からなるヒートバリア106a,106bが配設されている。
An
図6に示した、不純物拡散装置100の拡散用ガス導入管102には拡散用ガス発生装置で生成された拡散用ガスが供給される。拡散用ガス発生装置111は、図7に示すように、液体拡散源113を収容する容器112と、キャリヤガスを石英チューブ101内に供給するキャリヤガス導入管115と、液体拡散源113をバブリングするためのソースガスを容器に供給するソースガス導入管114とを有している。拡散用ガス発生装置111は、バブリングにより液体拡散源113の飽和蒸気をソースガスに含ませ、このソースガスをキャリヤガスに合流させて拡散用ガスとし、拡散用ガス導入管102を介して、当該拡散用ガスを石英チューブ101内に導入する。
The diffusion gas generated by the diffusion gas generator is supplied to the diffusion
液体拡散源113には、例えば塩化ホスホリルすなわちオキシ塩化リンを用いるとよい。キャリヤガスおよびソースガスには、窒素ガスまたは酸素ガスあるいはそれらを混合させた混合ガスを用いる。
For the
図8は、略長方形の受け皿をなす親ボート116の上に子ボート108を配置したものでこれは、石英チューブ101の中心軸D1方向に、配置したものである。複数の子ボート108を載置する場合には、石英チューブ101の中心軸方向に、並べるとよい。子ボート108は、石英ガラスを溶接して籠状に形成したものである。被処理基板であるn型単結晶シリコン基板1は、後述するように、2枚ずつ、p型拡散層2の形成された面が内側に来るように重ねられ被処理基板群を構成し、被処理基板群の間に拡散制御基板20が配される。被処理基板群および拡散制御基板20では、厚さ方向が石英チューブ101の長手方向に垂直な方向に等間隔に整列されて子ボート108内に配置されている。親ボート116は、同じく石英ガラスを組み合わせ、これを溶接して台車のように形成したものである。拡散用ガスは、子ボート108内を自由に流れることができる。
In FIG. 8, the
次に、実施の形態1の太陽電池について製造方法とともに説明する。図1(a)および(b)は、実施の形態1の太陽電池の製造方法で得られる太陽電池である。本実施の形態1に係る太陽電池の製造工程では、結晶系半導体基板として受光面1Aと裏面1Bを有するn型単結晶シリコン基板1を用いる。n型単結晶シリコン基板1の受光面1Aにはp型拡散層2が形成されている。n型単結晶シリコン基板1の裏面1Bのあらかじめ決定された一部の領域に第1拡散源である、高濃度のリンを含有するドーパントペーストからなる高濃度n型不純物拡散源4aを形成しておく。そして、高濃度n型不純物拡散源4aから不純物としてリンを拡散させることによって第1不純物拡散層として高濃度のn型拡散層4を形成する。こののち、p型拡散層2および高濃度のn型拡散層4上にパッシベーション膜6a,6bである窒化シリコン膜を形成する。そして、受光面1A側に受光面電極を構成する集電電極7a、裏面1B側に裏面電極を構成する集電電極7bが形成される。受光面電極を構成する集電電極7aはグリッド電極7aGとバス電極7aBとで構成される。一方裏面電極を構成する集電電極7bについても図示しないがグリッド電極およびバス電極が形成される。
Next, the solar cell of
以下に、添付した図面を参照して、本発明に係る太陽電池の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。図2(a)から(d)および図3(a)から(c)は、実施の形態1に係る太陽電池の製造工程を示す工程断面図である。図5は、同製造工程を示すフローチャートである。まず、スタートステップS000で、図2(a)に示すように、半導体基板であるn型単結晶シリコン基板1を用意する。次いで、テクスチャー形成ステップS001で、図2(b)に示すようにn型単結晶シリコン基板1の第1主面である受光面1Aおよび第2主面である裏面1B側にテクスチャー1Tと呼ばれる凹凸構造を形成する。凹凸の形成には、酸性またはアルカリ性のエッチング溶液を用いる。凹凸形成は受光面1A側だけでも良い。また凹凸形成前に、基板表面のダメージ層を除去する工程を実施しても良い。加えてダメージ層除去工程後に、基板内不純物のゲッタリング処理を施すと性能向上に望ましい。ゲッタリング処理としては、リン拡散処理などを用いる。受光面1A側の表面のみ凹凸を形成して裏面1B側の表面を平坦に保つには、受光面1A側の表面のみにエッチング液を接触させる処理、または裏面1B側に保護膜を形成した状態でn型単結晶シリコン基板1をエッチングする処理を行う。
Embodiments of a method for manufacturing a solar cell according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIGS. 2A to 2D and FIGS. 3A to 3C are process cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the solar cell according to the first embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing the manufacturing process. First, in start step S000, as shown in FIG. 2A, an n-type single
凹凸を形成した後、図2(c)に示すように基板の片面にボロン層2a、酸化シリコン層3をこの順番で常圧化学気相成長(APCVD:Atomosuphere Pressure Chemical Vapour Deposition)法を用いて形成する。ボロン層2aの層厚は30nm以上50nm以下、酸化シリコン層3の層厚は50nm以上500nm以下とするとよい。なお、酸化シリコン層3は後述するリン層を除去する際に、ボロン層2aを保護するために成膜するが、ボロン層2aが厚い場合または後述するリン層形成段階で形成される膜厚が小さい場合などには必ずしも形成しなくてもよい。そして、ステップS002で、ボロン層2aおよび酸化シリコン層3を形成した後に基板を加熱することで、ボロンを拡散させ、p型拡散層2が形成される。加熱工程でさらに酸化が進み、ステップS003で、所望の膜厚の表面に酸化シリコン層3が形成される。ここでボロン層2aは、実際にはボロン含有のガラス層となっている場合も多いが、熱処理により、p型拡散層2となればよい。
After the unevenness is formed, as shown in FIG. 2C, a
次に、ステップS004で、図2(d)に示すようにn型の拡散源層4aを形成し、図3(a)に示すように高濃度のn型拡散層4および低濃度のn型拡散層5を形成する。なお、拡散源層4aは後述するリンと同じ導電型とする。なお、n型の拡散源層4aは、例えばペースト印刷を施すなどすると良い。続いて気相でリンを熱拡散させることで、基板面内で選択的な抵抗パターンの拡散層を形成することができる。また気相でのリン拡散は例えば気相POCl3などを拡散源として用いることができる。ここで、気相でのリン拡散を実施した際、n型単結晶シリコン基板1の両面にn型拡散層が形成され、さらに基板表面付近にはリンの高濃度層である高濃度のn型拡散層4が形成される。このため、基板の片面すなわちボロン層形成面である受光面1A、あるいはn型単結晶シリコン基板1の厚さ方向すなわち側面のリンと、もう片面である裏面1Bすなわち拡散源層4aを形成した面のリンとの高濃度層を例えばHFなどを用いて除去することにより、図3(a)に示すような構造が得られる。低濃度のn型拡散層5は気相により形成される。なお、図3(a)には酸化シリコン層3を記載しているが、前述したHFなどの処理の際に除去してしまっても良い。
Next, in step S004, an n-type
次に図3(b)に示すように、ステップS005で、受光面1Aおよび裏面1Bにパッシベーション膜6a,6bを形成する。パッシベーション膜6a,6bには窒化シリコン膜を用いるが、例えば、酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜などの絶縁膜を用いるとよく、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜との積層構造を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 3B,
パッシベーション膜6a,6bを形成した後、ステップS006で、図3(c)に示すようにパッシベーション膜6a,6b上に金属ペーストで構成される集電電極7a,7bをスクリーン印刷法で電極パターンを形成する。受光面1A側の集電電極7aの幅は遮光を抑えるためには狭いほどよいが、集電抵抗が増加してしまう。したがって受光面1A側の集電電極7aは層厚が大きいことが望ましく、同じパターンで繰り返して重ねるようにスクリーン印刷する方法を用いてもよい。そして焼成ステップS007を経て図1(a)および(b)に示した太陽電池が形成される。実施の形態1では受光面1A側の集電電極7aのバス電極7aBの幅を70μm、層厚を40μmとした。なお、スクリーン印刷の他に、めっき法などを使用してもよい。裏面1B側の集電電極7bはパッシベーション膜6b上に全面印刷で形成することもできる。受光面1A側の集電電極7a、裏面1B側の集電電極7bの印刷後、焼成をおこなう。
After forming the
以上の工程で太陽電池が形成されるが、実施の形態1の不純物元素の拡散方法について詳細に説明する。図4は、図8において子ボート108に挿入された基板107に相当する。図4は、すなわち被処理基板である太陽電池形成用基板10と拡散制御基板20とを、基板の整列方向から見た場合の様子を示す。太陽電池形成用基板10は、太陽電池を形成するための拡散源の形成されたn型単結晶シリコン基板1であり、図2(d)に示したように、n型単結晶シリコン基板1の受光面1A側にp型拡散層2および酸化シリコン層3を形成し、裏面1B側にn型の拡散源層4aを形成したものである。子ボート108に載置された基板107は型単結晶シリコン基板1と、このn型単結晶シリコン基板1とは同じ大きさのノンドープの単結晶シリコン基板からなる拡散制御基板20とから構成されている。この拡散制御基板20は、平坦な表面を持つ基板としたが、図2(b)に示したn型単結晶シリコン基板1のテクスチャー1Tと同様の凹凸構造を有するようにしてもよい。このn型単結晶シリコン基板1は、図2(d)における状態での基板を示し、一方の基板表面つまり裏面1B側にn型の不純物拡散成分を含むn型の拡散源層4aを有し、もう一方の基板表面つまり受光面1A側に第1導電型とは逆導電型のp型拡散層2を有する基板である。
A solar cell is formed through the above steps, and the impurity element diffusion method of
拡散制御基板20としてノンドープの単結晶シリコン基板を用いた場合、拡散制御基板20からの不純物の拡散がないため、n型単結晶シリコン基板1に戻る不純物量が増えることがなく、制御性が良好であるという特徴がある。また、太陽電池形成用基板10に用いられるn型単結晶シリコン基板1と同一の単結晶引上げ工程で得られたインゴットの端部から切り出したウエハのうち、欠陥を持つ不良ウエハを用いても良い。この場合、太陽電池形成工程におけるテクスチャー形成工程まで同様にして行い、これを拡散制御基板として使用することで、テクスチャーを持つ拡散制御基板20を得ることができる。また製造工数を増大することなく、本来、棄却する不良ウエハを用いることができ、コストの増大を招くことなく使用可能である。またこの拡散制御基板20は熱拡散炉の洗浄工程で治具と一緒に洗浄してもよいし、太陽電池形成用基板10の洗浄工程とともに洗浄することで、繰り返し使用可能である。
When a non-doped single crystal silicon substrate is used as the
また、拡散制御基板20として、拡散工程で形成される拡散層と同一の不純物元素を同等の濃度で含有するウエハを用いた場合は、より高精度の不純物濃度を持つ拡散を実現することが可能となる。
Further, when a wafer containing the same impurity element at the same concentration as the diffusion layer formed in the diffusion process is used as the
子ボート108に、太陽電池形成用基板10である、n型の拡散源層4aを形成したn型単結晶シリコン基板1と拡散制御基板20とを配置する方法は、まず、2枚の太陽電池形成用基板10を、n型の拡散源層4aが外側を向き、p型拡散層2が内側を向くように並べ、次にこれら2枚の太陽電池形成用基板10の両側に拡散制御基板20を1枚ずつ配置し、さらにその次には2枚の太陽電池形成用基板10を、n型の拡散源層4aが外側を向き、p型拡散層2が内側を向くようにして繰り返し並べて配置する。ここで受光面1A側のp型拡散層2は、p型拡散源であるボロン層2aが熱処理によりn型単結晶シリコン基板1表面に拡散されて拡散層となったものであるが、n型拡散層を形成する際の熱処理温度が当該p型不純物の拡散温度以上である場合は、さらに拡散源としても作用することになる。
The method of disposing the n-type single
このようにして配置された複数の太陽電池形成用基板10を配列した被処理基板群と拡散制御基板20とを載置した子ボート108を、親ボート116上に載置し、石英チューブ100内へ移送する。石英チューブ101ではヒーター110で熱を加えることにより、拡散源層4aを熱拡散させる。ヒーターで加熱した際、拡散源層4aから基板内部に拡散する成分の他に基板外部に外方拡散する成分が存在する。太陽電池形成用基板10であるn型単結晶シリコン基板1の拡散源層4aは拡散制御基板20と向かい合っているため、拡散制御基板20には隣接する左右の拡散源層4aからの外方拡散成分が付着するが、拡散制御基板20が障壁の役割を果たすために、隣接するn型単結晶シリコン基板1の基板同士の外方拡散は互いに及ぶ程度に抑制されることになる。
A
なお、拡散制御基板20に関して、表面に凹凸構造のある基板を用いた際には、表面がより平坦な構造の基板を用いる場合に比べて、図3(a)の状態で拡散制御基板20と隣接するn型単結晶シリコン基板1において方向A1から測定したシート抵抗値が低くなり、かつ面内均一性が高いという効果が得られる。かかる効果は、表面が凹凸構造である場合には表面がより平坦な構造の場合に比べて基板の表面積が大きいことによると考えられる。POCl3などの気相によって拡散制御基板20に堆積するリンの量は、拡散制御基板20の表面積が大きい場合には、表面積の小さい場合に比べて多いために、拡散制御基板20に堆積したリンが隣接する太陽電池形成用基板10を構成するn型単結晶シリコン基板1に対して堆積させる効果をもたらすと考えられる。
As for the
実施の形態1では、基板面内で選択的な抵抗パターンの拡散層を形成する場合に、低抵抗領域形成のために使用する拡散源層4aによって生じる外方拡散を抑制することが目的であるが、図9に断面図を示すように、拡散制御基板20として表面に凹凸構造のある基板を用いた際には、POCl3が拡散源層4aの拡散剤による低抵抗効果を高める効果があり、拡散剤を低減させることが可能であるといえる。なお、高抵抗での制御には拡散制御基板20を表面がより平坦な構造の基板とすると良い。
In the first embodiment, when a diffusion layer having a selective resistance pattern is formed in the substrate surface, an object is to suppress outward diffusion caused by the
以上説明したように実施の形態1の不純物拡散装置を用いた不純物拡散方法によれば、太陽電池形成用基板10を形成するための半導体基板からの外方拡散は主として拡散制御基板20に生じ、他のn型単結晶シリコン基板1への外方拡散を抑制することが可能となる。
As described above, according to the impurity diffusion method using the impurity diffusion device of the first embodiment, the outward diffusion from the semiconductor substrate for forming the solar
また、実施の形態1で用いた不純物拡散装置によれば、太陽電池形成用基板10の第1主面である受光面10Aと拡散制御基板20との間に形成される第1の間隔は、第2主面である裏面10B同士の間に形成される第2の間隔よりも大きくするのが望ましい。これにより、対向する第2導電型の基板面への拡散剤の外方拡散による回り込みの影響が抑制される。
Further, according to the impurity diffusion device used in the first embodiment, the first interval formed between the
実施の形態1で用いた不純物拡散装置によれば、裏面10Bに選択的に形成されたドーパントペーストから効率よく選択拡散が実現される。また、裏面10Bへの不純物拡散を実現する不純物拡散源は、気体を含み、POCl3から析出したリン層から低濃度のn型拡散層5が形成される。
According to the impurity diffusion device used in the first embodiment, selective diffusion is efficiently realized from the dopant paste selectively formed on the
なお、拡散制御基板20としては、テクスチャーを形成したノンドープの単結晶シリコン基板に限定されることなく、例えばドープト単結晶シリコン、多結晶シリコンをはじめとするシリコン系基板、あるいは石英などの基板を用いることが可能である。
Note that the
実施の形態2.
実施の形態2にかかる不純物拡散方法は、実施の形態1と比較して拡散源層と拡散層の構成に特徴を有する。実施の形態1ではn型の拡散源層を用いた選択拡散を行ったが実施の形態2ではp型の拡散源層をも用いた選択拡散を行う。以下に、実施の形態2の太陽電池の製造方法を説明する。
The impurity diffusion method according to the second embodiment has a feature in the configuration of the diffusion source layer and the diffusion layer as compared with the first embodiment. In the first embodiment, selective diffusion using an n-type diffusion source layer is performed. In the second embodiment, selective diffusion using a p-type diffusion source layer is also performed. Below, the manufacturing method of the solar cell of
図10は、実施の形態2の太陽電池の製造方法で形成された太陽電池を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のA−A断面図である。図11(a)から(d)および図12(a)から(c)は、実施の形態2の太陽電池の製造方法を示す工程断面図である。図13および図14は、実施の形態2の太陽電池の製造方法における拡散工程を示す模式図、図15は、実施の形態2の太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。 10A and 10B are diagrams showing a solar cell formed by the method for manufacturing a solar cell according to the second embodiment. FIG. 10A is a top view, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 11 (a) to 11 (d) and FIGS. 12 (a) to 12 (c) are process cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the solar cell of the second embodiment. FIG. 13 and FIG. 14 are schematic diagrams showing a diffusion step in the method for manufacturing the solar cell of the second embodiment, and FIG. 15 is a flowchart showing the method for manufacturing the solar cell of the second embodiment.
本実施の形態の太陽電池は、選択的に第1導電型の不純物拡散源の形成された半導体基板に、第1導電型の不純物拡散源よりも低濃度の第1導電型の不純物を供給しながら、不純物拡散を行い、第1導電型の高濃度拡散層と、第1導電型の低濃度拡散層とを形成する第1拡散工程と、第1主面に、第1導電型の高濃度拡散層と、第1導電型の低濃度拡散層とを形成し、かつ第2主面に選択的に第2導電型の不純物拡散源の形成された半導体基板に、第2導電型の不純物拡散源よりも低濃度の第2導電型の不純物を供給しながら、不純物拡散を行い、第2導電型の高濃度拡散層と、第2導電型の低濃度拡散層とを形成する第2拡散工程とで得られる。 The solar cell of this embodiment selectively supplies the first conductivity type impurity having a lower concentration than the first conductivity type impurity diffusion source to the semiconductor substrate on which the first conductivity type impurity diffusion source is formed. However, impurity diffusion is performed to form a first conductivity type high concentration diffusion layer and a first conductivity type low concentration diffusion layer, and a first conductivity type high concentration is formed on the first main surface. A diffusion layer and a first conductivity type low-concentration diffusion layer are formed, and a second conductivity type impurity diffusion is formed in a semiconductor substrate on which a second conductivity type impurity diffusion source is selectively formed on the second main surface. Second diffusion step of forming a second conductivity type high concentration diffusion layer and a second conductivity type low concentration diffusion layer by performing impurity diffusion while supplying a second conductivity type impurity having a lower concentration than the source And obtained.
まず、スタートステップS000で、図11(a)に示すように、実施の形態1の図2(a)と同様に半導体基板であるn型単結晶シリコン基板11を用意する。
First, in start step S000, as shown in FIG. 11A, an n-type single
図11(b)では図2(b)と同様に、ステップS101で、このn型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャー11Tと呼ばれる凹凸構造を形成する。
In FIG. 11B, as in FIG. 2B, an uneven structure called
凹凸構造を形成した後、図11(c)に示すようにn型単結晶シリコン基板11の片面にp型の拡散源層12aをペーストなどにより形成し、ステップS102で、図6と同様の石英チューブ炉を用いた不純物拡散装置で熱を加えて拡散させる。
After forming the concavo-convex structure, as shown in FIG. 11C, a p-type
次に、酸化シリコン層の形成ステップS103で、ボロン層13および酸化シリコン層14をこの順番で常圧化学気相成長法を用いて形成することで図11(d)に示すような構造が得られる。ボロン層13の層厚は30nm以上50nm以下とし、酸化シリコン層14の層厚は50nm以上500nm以下とするとよい。ボロン層13、酸化シリコン層14を形成した際に、次に基板を加熱することで、ボロンを拡散させボロン層13は低濃度のp型拡散層となる。
Next, in step S103 of forming a silicon oxide layer, the
次に、n型拡散源層および拡散層形成ステップS104で図12(a)に示すように高濃度のn型の拡散源層15aを形成した後、拡散させ高濃度のn型拡散層15および低濃度のn型拡散層16を形成する。なお、拡散源層15aは後述するリンと同じn型とする。続いて気相でリンを熱拡散させることで、基板面内で選択的な抵抗パターンの拡散層を形成することができる。なお、前述したn型拡散源層15aは、例えばペースト印刷を施すなどすると良い。また気相でのリン拡散は例えば気相POCl3などを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 12A, in the n-type diffusion source layer and diffusion layer forming step S104, a high-concentration n-type
ここで、気相でのリン拡散を実施した際、基板の両面にリンの拡散層が形成され、さらに基板表面付近にはリンの高濃度層が形成されるため、基板の片面である受光面11Aであるボロン層形成面あるいは基板の厚さ方向のリンと基板のもう片面である裏面11Bすなわちn型の拡散源層15aを形成した面のリンの高濃度層を例えばHFなどを用いて除去することにより、図12(b)に示すような構造が得られる。低濃度のn型拡散層16は気相により形成されたリンを含有する拡散源からの拡散で形成される。
Here, when phosphorous diffusion is carried out in the gas phase, a phosphorous diffusion layer is formed on both sides of the substrate, and a high concentration layer of phosphorous is formed near the substrate surface. The boron
なお、図12(b)には酸化シリコン層14を記載してあるが、前述のHFなどの処理の際に除去してしまっても良い。次に図12(c)に示すように、パッシベーション膜17aと17bを形成する。パッシベーション膜17aと17bとしては例えば、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜などの絶縁膜を用いてもよく、またこれらの積層構造としてもよい。
Although FIG. 12B shows the
ステップS105で、パッシベーション膜17aと17bを形成する。この後、電極パターン形成ステップS106で、パッシベーション膜17a,17b上に金属ペーストで構成される集電電極18a,18bをスクリーン印刷法で形成する。受光面側の集電電極18aの幅は遮光を抑えるためには狭いほどよいが、抵抗が増加してしまう。したがって受光面側の集電電極18aは層厚が大きいことが望ましく、同じパターンで繰り返して重ねるようにスクリーン印刷する方法を用いてもよい。本実施の形態では受光面側の集電電極18aの幅を70μm、層厚を40μmとした。なお、スクリーン印刷の他に、めっき法などを使用してもよい。裏面側の集電電極18bはパッシベーション膜17b上に全面印刷で形成することもできる。受光面側の集電電極18a,裏面側の集電電極18bの印刷後、焼成ステップS107で焼成をおこない、ファイアスルーにより集電電極18a,18bはパッシベーション膜17a,17bを貫通してそれぞれ高濃度のp型拡散層12および高濃度のn型拡散層15にコンタクトする。
In step S105,
以上の工程で太陽電池が形成されるが、実施の形態2の不純物元素の拡散方法について詳細に説明する。図13は図8において子ボート108に挿入された基板を、基板の整列方向から見た場合の様子を示す。実施の形態2での拡散制御基板20は太陽電池形成用基板10と同じ大きさの拡散制御基板20から構成されているが、拡散制御基板20は凹凸構造を有することに特徴がある。太陽電池形成用基板10は、図11(c)における状態での基板を示し、一方の基板表面にp型の不純物拡散成分を含むp型の拡散源層12aを有する基板である。また拡散制御基板20としては、実施の形態1で用いたのと同様であり、例えばシリコンまたは石英などの基板であれば良い。子ボート108に太陽電池形成用基板10と拡散制御基板20を配置する方法は、まず、2枚の太陽電池形成用基板10を、p型の拡散源層12aが外側を向くように並べ、次に前述の2枚の太陽電池用基板の両側に拡散制御基板20を1枚ずつ配置し、さらにその次には2枚の太陽電池形成用基板10を、p型の拡散源層12aが外側を向くようにして繰り返し並べて配置する。
Although the solar cell is formed through the above steps, the impurity element diffusion method of
このようにして配置された複数の太陽電池用基板10および拡散制御基板20を載置した子ボート108を、親ボート116上に載置し、石英チューブ101内へ移送する。石英チューブ101ではヒーター110で熱を加えることにより、p型の拡散源層12aを熱拡散させる。ヒーター110で加熱した際、p型の拡散源層12aから基板内部に拡散する成分の他に基板外部に外方拡散する成分が存在する。太陽電池形成用基板10のp型の拡散源層12aは拡散制御基板20と向かい合っているため、拡散制御基板20には隣接する左右のp型の拡散源層12aからの外方拡散成分が付着するが、拡散制御基板20が障壁の役割を果たすために、隣接する太陽電池形成用基板10の基板同士の外方拡散は互いに及ぶ程度が抑制されることになる。
The
図14は図8において子ボート108に挿入された図12(a)の状態にある太陽電池形成用基板10を、基板の整列方向から見た場合の様子を示す。本実施の形態での拡散制御基板30は太陽電池形成用基板10と同じ大きさの基板から構成されているが、拡散制御基板30は凹凸構造を有することに特徴がある。太陽電池形成用10は、図12(a)における状態での基板を示し、一方の基板表面にp型の不純物拡散成分を含む拡散源層12aと同じp型の不純物拡散成分を含むp型拡散層12aを有し、他方の基板表面にn型の不純物拡散成分を含むn型の拡散源層15aを有する基板である。また拡散制御基板30としては例えばシリコンや石英などの基板であれば良い。子ボート108に太陽電池形成用基板10と拡散制御基板30を配置する方法は、まず、2枚の太陽電池形成用基板10を、n型の拡散源層15aが外側を向くように並べ、次に前述の2枚の太陽電池形成用基板10の両側に拡散制御基板30を1枚ずつ配置し、さらにその次には2枚の太陽電池形成用基板10を、n型の拡散源層15aが外側を向くようにして繰り返し並べて配置する。
FIG. 14 shows a state in which the solar
このようにして配置された複数の太陽電池形成用基板10と、間挿用の拡散制御基板30とを載置した子ボート108を、親ボート116上に載置し、石英チューブ100内へ移送する。石英チューブ101ではヒーター110で熱を加えることにより、拡散源層5aを熱拡散させる。ヒーター110で加熱した際、n型の拡散源層15aから基板内部に拡散する成分の他に基板外部に外方拡散する成分が存在する。太陽電池形成用基板10のn型の拡散源層15aは拡散制御基板30と向かい合っているため、拡散制御基板30には隣接する左右のn型の拡散源層15aからの外方拡散成分が付着するが、拡散制御基板30が障壁の役割を果たすために、近接する太陽電池形成用基板10の基板同士の外方拡散は互いに及ぶ程度が抑制されることになる。
The
このようにして得られた太陽電池では、裏面10Bにおける第1導電型の不純物つまりボロンの濃度が、受光面10Aにおける高濃度の領域以外のボロン濃度よりも低くなっている。これは、対向する基板面への拡散剤の外方拡散による回り込みの影響が抑制される結果、不純物の形成を防ぐことができたためである。したがって、リーク電流の発生を抑制することができる。
In the solar cell thus obtained, the concentration of the first conductivity type impurity, that is, boron on the
なお、拡散制御基板30として、表面に凹凸構造のある基板を用いた際には、表面がより平坦な構造の基板を用いる場合に比べて、図12(b)の状態で拡散制御基板30と隣接する太陽電池形成用基板10において方向A3から測定したシート抵抗値が低くなり、かつ面内均一性が良いという効果が得られる。上記の効果は、表面が凹凸構造の場合には表面がより平坦な構造の場合に比べて拡散制御基板30の表面積が大きいことによると考えられる。POCl3などの気相によって拡散制御基板30に堆積するリンの量は、拡散制御基板30の表面積が大きい場合には、表面積の小さい場合に比べて多いために、拡散制御基板30に堆積したリンが隣接する太陽電池形成用基板10に対して堆積させる効果をもたらすと考えられる。
When a substrate having a concavo-convex structure on the surface is used as the
実施の形態2では、基板面内で選択的な低抵抗パターンの拡散層を形成する場合に、低抵抗領域形成のために使用する拡散剤によって生じる外方拡散を抑制することが目的であるが、拡散制御基板30として表面に凹凸構造のある基板を用いた際には、POCl3が拡散剤による低抵抗効果を高める効果があり、拡散剤を低減させることが可能であるといえる。なお、高抵抗での制御には拡散制御基板30を表面がより平坦な構造の基板とすると良い。
The purpose of
また、拡散制御基板30としては、実施の形態1で用いた拡散制御基板20と同様、テクスチャーを形成したノンドープの単結晶シリコン基板に限定されることなく、例えばドープト単結晶シリコン、多結晶シリコンをはじめとするシリコン系基板、あるいは石英などの基板を用いることが可能である。
Further, the
以上説明した実施の形態2の不純物拡散方法を用いた太陽電池の製造方法においては、図13に示した第1の拡散工程では、選択的に第1導電型の不純物拡散源の形成された半導体基板に、第1導電型の不純物拡散源よりも低濃度の第1導電型の不純物を供給しながら、不純物拡散を行い、第1導電型の高濃度拡散層と、第1導電型の低濃度拡散層とを形成する。そして図14に示した第2の拡散工程では、第1主面に、導電型の高濃度拡散層と、第1導電型の低濃度拡散層とを形成し、かつ第2主面に選択的に第2導電型の不純物拡散源の形成された半導体基板に、第2導電型の不純物拡散源よりも低濃度の第2導電型の不純物を供給しながら、不純物拡散を行い、第2導電型の高濃度拡散層と、第2導電型の低濃度拡散層とを形成する。 In the solar cell manufacturing method using the impurity diffusion method of the second embodiment described above, in the first diffusion step shown in FIG. 13, the semiconductor in which the first conductivity type impurity diffusion source is selectively formed. Impurity diffusion is performed while supplying a first conductivity type impurity having a lower concentration than the first conductivity type impurity diffusion source to the substrate, and a first conductivity type high concentration diffusion layer and a first conductivity type low concentration are provided. Forming a diffusion layer. In the second diffusion step shown in FIG. 14, a conductive type high concentration diffusion layer and a first conductivity type low concentration diffusion layer are formed on the first main surface, and selective on the second main surface. In addition, impurity diffusion is performed while supplying a second conductivity type impurity having a concentration lower than that of the second conductivity type impurity diffusion source to the semiconductor substrate on which the second conductivity type impurity diffusion source is formed. And a second conductivity type low concentration diffusion layer.
図13および図14に示したいずれの工程においても、凹凸構造を有する拡散制御基板20および凹凸構造を有する拡散制御基板30を用いているため、太陽電池形成用基板10からの外方拡散は主として隣接する拡散制御基板20および拡散制御基板30に生じ、他の太陽電池形成用基板10への外方拡散を抑制することが可能となる。ここで拡散制御基板20および拡散制御基板30の表面状態はそれぞれ適切な凹凸密度を持たせるように形成する。
In any of the steps shown in FIG. 13 and FIG. 14, the
また、本実施の形態2においても、太陽電池形成用基板10の受光面10Aと拡散制御基板20との間に形成される第1の間隔は、裏面10B同士の間に形成される第2の間隔よりも大きくするのが望ましい。これにより、対向する第2導電型の基板面への拡散剤の外方拡散による回り込みの影響による異常拡散が抑制され、安定して、設計値通りの不純物濃度を持つ拡散層を効率よく形成することができる。
Also in the second embodiment, the first interval formed between the
実施の形態3.
なお、実施の形態1および2においては、2枚の太陽電池形成用基板をp型拡散層形成面を内側にして配列して形成したが、図16に示すように、太陽電池形成用基板10の第1主面10A同士は直重ねして配置してもよい。太陽電池形成用基板10の第1主面10A同士に間隙を形成するのではなく、直重ねをする以外は実施の形態1と同様である。
In the first and second embodiments, the two solar cell forming substrates are arranged with the p-type diffusion layer forming surface inside, but as shown in FIG. 16, the solar
実施の形態3によれば、対向する第2導電型の基板面への拡散剤の外方拡散による回り込みの影響が抑制できることに加えて、一度に処理できる基板の枚数が増えて量産効率が良くなる。なお図16では子ボート108を省略しているが、子ボートに太陽電池形成用基板10同士を直重ねできるように弾性体からなるホルダを追加してもよい。
According to the third embodiment, in addition to suppressing the influence of wraparound due to the outward diffusion of the diffusing agent to the opposing second conductivity type substrate surface, the number of substrates that can be processed at a time is increased and the mass production efficiency is improved. Become. In FIG. 16, the
なお、図16は図4に示した実施の形態1の太陽電池の製造方法の変形例であるが、実施の形態2において、図13および図14に示した太陽電池の製造方法における拡散工程においても基板を直重ねして同様に配置した変形例も有効であることはいうまでもない。 FIG. 16 is a modification of the method for manufacturing the solar cell according to the first embodiment shown in FIG. 4, but in the diffusion step in the method for manufacturing the solar cell shown in FIGS. 13 and 14 in the second embodiment. Needless to say, a modification in which the substrates are directly stacked and arranged in the same manner is also effective.
また、以上の実施の形態1から3において、不純物拡散源を、ドーパントペーストとし、固相の拡散源とすることで、特に高濃度のn型拡散層4,15と低濃度のn型拡散層5,16を形成する場合などのセレクティブドープにおいて、扱いが容易で基板での拡散時に用いると有効性が高く、その際に有用性の高い印刷プロセスにおいてドーパントペーストの有効性が高い。
In the first to third embodiments described above, the impurity diffusion source is a dopant paste and a solid phase diffusion source, so that the high concentration n-
また、太陽電池の構成については実施の形態で用いた拡散型太陽電池に限定されることなく、ヘテロ接合型太陽電池など、適宜選択可能である。高温下での熱処理工程を含む太陽電池の製造方法に適用可能である。 Further, the configuration of the solar cell is not limited to the diffusion type solar cell used in the embodiment, and a heterojunction type solar cell can be appropriately selected. The present invention can be applied to a solar cell manufacturing method including a heat treatment step at a high temperature.
さらにまた、前記実施の形態では、太陽電池について説明したが、太陽電池に限定されることなく、第1主面と第2主面に別の導電型の拡散層を有する半導体装置にも適用可能であることはいうまでもない。 Furthermore, although the solar cell has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to the solar cell, but can be applied to a semiconductor device having a diffusion layer of another conductivity type on the first main surface and the second main surface. Needless to say.
1 n型単結晶シリコン基板、2a ボロン層、3 酸化シリコン層、4a 拡散源層、4 n型拡散層、5 低濃度のn型拡散層、6a,6b パッシベーション膜、7a,7b 集電電極、10 太陽電池形成用基板、20,30 拡散制御基板、11 n型単結晶シリコン基板、12a p型の拡散源層、13 ボロン層、14 酸化シリコン層、15a n型の拡散源層、15 高濃度のn型拡散層、16 低濃度のn型拡散層、17a,17b パッシベーション膜、18a,18b 集電電極、100 不純物拡散装置、101 石英チューブ、102 拡散用ガス導入管、103 拡散用ガス導入方向、104 拡散用ガス排出口、105 拡散用ガス排出方向、106a,106b ヒートバリア、107 基板、108 子ボート、109 端部、110 ヒーター、111 拡散用ガス発生装置、112 拡散源容器、113 液体拡散源、114 ソースガス導入管、115 キャリヤガス導入管、116 親ボート。
1 n-type single crystal silicon substrate, 2a boron layer, 3 silicon oxide layer, 4a diffusion source layer, 4 n-type diffusion layer, 5 low-concentration n-type diffusion layer, 6a, 6b passivation film, 7a, 7b current collecting electrode, DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記第2主面に対して、第2導電型の不純物拡散源を供給して、
前記第1主面に第1導電型拡散層、前記第2主面に第2導電型拡散層を形成する不純物拡散工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記第1主面を内側にして向かい合うようにそれぞれ2枚の前記半導体基板を配列して構成された第1および第2の被処理基板群間に、
前記1および第2の被処理基板群間で、前記第2主面が向かい合う位置に、少なくとも1枚の拡散制御基板を挟んで、熱処理を行う熱拡散工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 For a semiconductor substrate having a first main surface on which an impurity diffusion source of the first conductivity type is formed and a second main surface opposite to the first main surface,
Supplying a second conductivity type impurity diffusion source to the second main surface;
A method of manufacturing a semiconductor device including an impurity diffusion step of forming a first conductivity type diffusion layer on the first main surface and a second conductivity type diffusion layer on the second main surface,
Between the first and second target substrate groups configured by arranging the two semiconductor substrates so as to face each other with the first main surface facing inward,
A semiconductor device comprising: a heat diffusion step of performing a heat treatment by sandwiching at least one diffusion control substrate at a position where the second main surface faces between the first and second substrate groups to be processed. Production method.
前記第1主面に前記第1導電型の不純物拡散源から第1導電型不純物を拡散する工程であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The thermal diffusion step diffuses the second conductivity type impurity to the second main surface in a gas atmosphere containing the second conductivity type impurity,
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type impurity is diffused from the first conductivity type impurity diffusion source to the first main surface. 11. .
前記熱拡散工程は、
第2導電型を有する半導体基板の第1主面に、第1導電型の不純物拡散源を形成する工程と、
前記半導体基板の第2主面上の一部に、第2導電型の不純物拡散源を供給して、
前記第1導電型の不純物拡散源と前記第2導電型の不純物拡散源とから前記第1導電型不純物および第2導電型不純物を前記半導体基板中に拡散させる拡散工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。 It is a manufacturing method of the solar cell containing the manufacturing method of the semiconductor device of any one of Claim 1 to 11,
The thermal diffusion step includes
Forming a first conductivity type impurity diffusion source on a first main surface of a semiconductor substrate having a second conductivity type;
Supplying a second conductivity type impurity diffusion source to a part of the second main surface of the semiconductor substrate;
And a diffusion step of diffusing the first conductivity type impurity and the second conductivity type impurity into the semiconductor substrate from the first conductivity type impurity diffusion source and the second conductivity type impurity diffusion source. A method for manufacturing a solar cell.
選択的に第1導電型の不純物拡散源の形成された前記半導体基板に、前記第1導電型の不純物拡散源よりも低濃度の第1導電型不純物を供給しながら、不純物拡散を行い、第1導電型の高濃度拡散層と、第1導電型の低濃度拡散層とを形成する第1拡散工程と、
前記第1主面に、前記第1導電型の高濃度拡散層と、第1導電型の低濃度拡散層とを形成し、かつ前記第2主面に選択的に第2導電型の不純物拡散源の形成された前記半導体基板に、前記第2導電型の不純物拡散源よりも低濃度の第2導電型不純物を供給しながら、不純物拡散を行い、第2導電型の高濃度拡散層と、第2導電型の低濃度拡散層とを形成する第2拡散工程とを含むことを特徴とする請求項12に記載の太陽電池の製造方法。 The diffusion step includes
An impurity diffusion is performed while supplying a first conductivity type impurity having a concentration lower than that of the first conductivity type impurity diffusion source to the semiconductor substrate on which the first conductivity type impurity diffusion source is selectively formed. A first diffusion step of forming a high conductivity diffusion layer of one conductivity type and a low concentration diffusion layer of the first conductivity type;
The first conductivity type high concentration diffusion layer and the first conductivity type low concentration diffusion layer are formed on the first main surface, and the second conductivity type impurity diffusion is selectively formed on the second main surface. Impurity diffusion is performed while supplying a second conductivity type impurity having a lower concentration than the second conductivity type impurity diffusion source to the semiconductor substrate on which the source is formed, and a second conductivity type high concentration diffusion layer; The method for manufacturing a solar cell according to claim 12, further comprising a second diffusion step of forming a second conductivity type low-concentration diffusion layer.
前記第2主面における前記第1導電型不純物の濃度が、前記第1主面における前記第1導電型不純物の濃度よりも低いことを特徴とする太陽電池。 A solar cell manufactured by the method for manufacturing a solar cell according to claim 12 or 13,
The solar cell, wherein a concentration of the first conductivity type impurity on the second main surface is lower than a concentration of the first conductivity type impurity on the first main surface.
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