JP2017188537A - Solar battery element, method for manufacturing the same, and solar battery - Google Patents

Solar battery element, method for manufacturing the same, and solar battery Download PDF

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俊輔 児玉
野尻 剛
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剛 野尻
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Tadayoshi Tanaka
直敬 田中
光祥 濱田
Mitsuyoshi Hamada
光祥 濱田
麻理 清水
Mari Shimizu
麻理 清水
剛 早坂
Takeshi Hayasaka
剛 早坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a solar battery element having a passivation layer and an oxide film layer, by which the oxide film layer can be formed by a simple and easy manner.SOLUTION: A method for manufacturing a solar battery element having a passivation layer and an oxide film layer comprises the steps of: putting, on a semiconductor substrate, a composition for passivation layer formation, which includes a compound expressed by M(OR)(where M represents at least one kind selected from a group consisting of Al, Nb, Ta, VO, Y and Hf, R's independently represent an alkyl group or an aryl group, and m represents an integer of 1-5); and performing a thermal treatment on the composition for passivation layer formation.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、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 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い、n型拡散層を形成する。この場合、p型シリコン基板の表面(受光面)だけでなく、受光面とは反対の面(裏面)及び側面にも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う。その後、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 subsequently, 800 ° C. to 900 ° C. in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen. The n-type diffusion layer is formed by performing several tens of minutes at a temperature. In this case, the n-type diffusion layer is formed not only on the surface (light-receiving surface) of the p-type silicon substrate but also on the surface (back surface) and the side surface opposite to the light-receiving surface. Therefore, side etching is performed to remove the n-type diffusion layer formed on the side surface. Thereafter, 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いため、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10μm〜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, since an aluminum electrode formed from an aluminum paste has low electrical conductivity, the aluminum electrode formed on the entire back surface usually has a thickness of about 10 μm to 20 μm after heat treatment (firing). 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、裏面電極層の厚み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, if the amount of aluminum paste applied is reduced, the amount of aluminum diffusing from the surface of the p-type silicon 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)。
このような裏面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 such a point contact structure on the back surface, it is necessary to suppress the recombination rate of minority carriers on the surface of the portion other than the aluminum electrode. 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)。さらには、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素の二層構造のパッシベーション層について提案されている(例えば、非特許文献4)。
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). Furthermore, a passivation layer having a two-layer structure of aluminum oxide and silicon oxide has been proposed (for example, Non-Patent Document 4).

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 Electrochemical and Solid−State Letters, 12(2009), H388〜H391Electrochemical and Solid-State Letters, 12 (2009), H388-H391.

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。これらの問題を解決するため、発明者等はスクリーン印刷法、スピンコート法等の簡便な手法に適用できるパッシベーション層形成用組成物を開発している。また、非特許文献4に示すように、競合技術のALD法による酸化アルミニウムの積層時には、シリコン基板表面に酸化膜を形成することによって、太陽電池の特性が向上するとの報告がある。しかし、酸化膜の形成には加熱処理、薬液処理等を必要とするため、加熱処理、薬液処理等に伴う半導体基板へ与えるダメージ及び工程の煩雑化が問題となる。   Since the method described in Non-Patent Document 1 includes complicated manufacturing processes such as vapor deposition, it may be difficult to improve productivity. In order to solve these problems, the inventors have developed a composition for forming a passivation layer that can be applied to simple techniques such as screen printing and spin coating. Further, as shown in Non-Patent Document 4, there is a report that the characteristics of a solar cell are improved by forming an oxide film on the surface of a silicon substrate when aluminum oxide is laminated by the ALD method of a competitive technique. However, the formation of the oxide film requires heat treatment, chemical treatment, and the like, and thus damages to the semiconductor substrate accompanying heat treatment, chemical treatment, and the like, and complication of the process become problems.

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、簡易な方法で酸化膜層を形成可能なパッシベーション層及び酸化膜層を有する太陽電池素子の製造方法、この製造方法によって得られる太陽電池素子、並びにこの太陽電池素子を含む太陽電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is obtained by a passivation layer capable of forming an oxide film layer by a simple method, a method for manufacturing a solar cell element having the oxide film layer, and this manufacturing method. It aims at providing a solar cell element and a solar cell containing this solar cell element.

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。   Specific means for achieving the above object are as follows.

<1> 下記一般式(I)で表される化合物を含む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工程と、
前記パッシベーション層形成用組成物を熱処理する工程と、を含む、
パッシベーション層及び酸化膜層を有する太陽電池素子の製造方法。
<1> a step of providing a passivation layer forming composition containing a compound represented by the following general formula (I) on a semiconductor substrate;
Heat-treating the composition for forming a passivation layer,
The manufacturing method of the solar cell element which has a passivation layer and an oxide film layer.

M(OR (I) M (OR 1 ) m (I)

[一般式(I)中、MはAl、Nb、Ta、VO、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, VO, Y, and Hf. R 1 independently represents an alkyl group or an aryl group. m represents an integer of 1 to 5. ]

<2> 前記パッシベーション層形成用組成物が、水を含む、<1>に記載の太陽電池素子の製造方法。 <2> The method for producing a solar cell element according to <1>, wherein the composition for forming a passivation layer contains water.

<3> 前記パッシベーション層形成用組成物が、前記一般式(I)で表される化合物の加水分解物を含む、<1>又は<2>に記載の太陽電池素子の製造方法。 <3> The method for producing a solar cell element according to <1> or <2>, wherein the composition for forming a passivation layer contains a hydrolyzate of the compound represented by the general formula (I).

<4> 前記パッシベーション層形成用組成物が、前記一般式(I)で表される化合物以外の酸素原子を分子構造中に有する化合物を更に含む、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の太陽電池素子の製造方法。 <4> Any one of <1> to <3>, wherein the composition for forming a passivation layer further includes a compound having an oxygen atom other than the compound represented by the general formula (I) in the molecular structure. The manufacturing method of the solar cell element of description.

<5> 前記酸素原子を分子構造中に有する化合物が、下記一般式(II)で表される化合物を含む、<4>に記載の太陽電池素子の製造方法。 <5> The method for producing a solar cell element according to <4>, wherein the compound having an oxygen atom in the molecular structure includes a compound represented by the following general formula (II).

[一般式(II)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 (II), 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. ]

<6> <1>〜<5>のいずれか1項に記載の太陽電池素子の製造方法によって得られる太陽電池素子。 <6> A solar cell element obtained by the method for manufacturing a solar cell element according to any one of <1> to <5>.

<7> <6>に記載の太陽電池素子を含む太陽電池。 <7> A solar cell including the solar cell element according to <6>.

本発明によれば、簡易な方法で酸化膜層を形成可能なパッシベーション層及び酸化膜層を有する太陽電池素子の製造方法、この製造方法によって得られる太陽電池素子、並びにこの太陽電池素子を含む太陽電池が提供される。   According to the present invention, a passivation layer capable of forming an oxide film layer by a simple method, a method for manufacturing a solar cell element having the oxide film layer, a solar cell element obtained by this manufacturing method, and a solar cell including this solar cell element A battery is provided.

本実施形態の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 of this embodiment. 本実施形態の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 of this embodiment. 本実施形態の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 of 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. 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示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the formation pattern of the passivation layer in a back surface. 裏面におけるパッシベーション層の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 of the passivation layer in a back surface. 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. 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. 実施例1で得られたシリコン基板の断面を透過型電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having observed the cross section of the silicon substrate obtained in Example 1 with the transmission electron microscope.

以下、本発明のパッシベーション層及び酸化膜層を有する太陽電池素子の製造方法、この製造方法によって得られる太陽電池素子、並びにこの太陽電池素子を含む太陽電池の実施形態について説明する。
本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、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、当該工程も含まれる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本明細書において組成物中の各成分の粒子径は、組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本明細書において「層」又は「膜」との語には、当該層又は膜が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本明細書において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。
Hereinafter, the manufacturing method of the solar cell element which has the passivation layer and oxide film layer of this invention, the solar cell element obtained by this manufacturing method, and embodiment of the solar cell containing this solar cell element are described.
In this specification, the term “process” includes a process that is independent of other processes and includes the process if the purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from the other processes. It is.
In the present specification, the numerical ranges indicated by using “to” include numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
In the numerical ranges described stepwise in this specification, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range. Good. Further, in the numerical ranges described in this specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples.
In the present specification, the content of each component in the composition is the sum of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific indication when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. It means the content rate of.
In the present specification, the particle diameter of each component in the composition is a mixture of the plurality of types of particles present in the composition unless there is a specific indication when there are a plurality of types of particles corresponding to each component in the composition. Means the value of.
In this specification, the term “layer” or “film” refers to a part of the region in addition to the case where the layer or the film is formed when the region where the layer or film exists is observed. It is also included when it is formed only.
In this specification, the term “lamination” indicates that layers are stacked, and two or more layers may be combined, or two or more layers may be detachable.

<太陽電池素子の製造方法>
本実施形態のパッシベーション層及び酸化膜層を有する太陽電池素子の製造方法(以下、「本実施形態の製法」と称することがある)は、下記一般式(I)で表される化合物(以下、「式(I)化合物」と称することがある)を含む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工程(以下、「付与工程」と称することがある)と、前記パッシベーション層形成用組成物を熱処理(焼成)する工程(以下、「熱処理工程」と称することがある)と、を含む。本実施形態の製法は、必要に応じてその他の工程を更に含んでもよい。
<Method for producing solar cell element>
A method for producing a solar cell element having a passivation layer and an oxide film layer according to the present embodiment (hereinafter sometimes referred to as “production method of the present embodiment”) is a compound represented by the following general formula (I) (hereinafter, A step of applying a composition for forming a passivation layer containing a “compound of formula (I)” onto a semiconductor substrate (hereinafter also referred to as “applying step”), and the composition for forming a passivation layer. And a step of heat-treating (sintering) the product (hereinafter sometimes referred to as “heat-treatment step”). The manufacturing method of this embodiment may further include other steps as necessary.

M(OR (I) M (OR 1 ) m (I)

一般式(I)中、MはAl、Nb、Ta、VO、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, VO, Y, and Hf. R 1 independently represents an alkyl group or an aryl group. m represents an integer of 1 to 5.

本実施形態の製法は、半導体基板上に式(I)化合物を含むパッシベーション層形成用組成物を付与後、熱処理(焼成)することで、パッシベーション層及び酸化膜層を形成することができる。そのため、本実施形態の製法では、付与工程の前に、必ずしも酸化膜層を形成する工程を設けなくとも構わない。すなわち、本実施形態の製法では、以下の一般的な太陽電池素子の製造方法であるA又はBに記載の順序で行われる工程(1)及び(2)に相当する工程を少なくとも含む。   The manufacturing method of this embodiment can form a passivation layer and an oxide film layer by heat-treating (baking) after providing the composition for forming a passivation layer containing a compound of formula (I) on a semiconductor substrate. Therefore, in the manufacturing method of this embodiment, it is not always necessary to provide a step of forming an oxide film layer before the applying step. That is, the manufacturing method of this embodiment includes at least steps corresponding to steps (1) and (2) performed in the order described in A or B, which is a general method for manufacturing a solar cell element.

A:
(0)酸化膜層を形成する工程
(1)パッシベーション層形成用組成物層を形成する工程
(2)半導体基板を熱処理(焼成)してパッシベーション層を形成する工程
B:
(1)パッシベーション層形成用組成物層を形成する工程
(2)半導体基板を熱処理(焼成)して酸化膜層及びパッシベーション層を形成する工程
A:
(0) Step of forming an oxide film layer
(1) Step of forming a composition layer for forming a passivation layer
(2) Process B for forming a passivation layer by heat-treating (firing) the semiconductor substrate:
(1) Step of forming a composition layer for forming a passivation layer (2) Step of forming an oxide film layer and a passivation layer by heat-treating (firing) the semiconductor substrate

本実施形態の製法では、工程(0)を省略できるため、工程の数の削減が可能となり、太陽電池素子の製造方法を簡易にすることができる。また、本実施形態の製法が工程(0)を含む場合において、工程(0)が加熱処理を必要とする場合は半導体基板が加熱される時間を短縮でき、半導体基板に与える熱負荷を低減することができる。そのため、よりパッシベーション効果に優れるパッシベーション層を有する太陽電池素子を製造することができる。さらに、半導体基板にp型拡散層及びn型拡散層のいずれか一種以上が形成されている場合には、これらの拡散層が熱処理(焼成)によって必要以上に拡散することを防止することができる。
本実施形態において、酸化膜層とは、半導体基板を構成する金属元素の酸化物を含む層をいう。半導体基板が、例えば、シリコン基板である場合、酸化膜層は、シリコン基板を構成する金属元素であるSiの酸化物を含む層を意味する。
In the manufacturing method of this embodiment, since the step (0) can be omitted, the number of steps can be reduced, and the manufacturing method of the solar cell element can be simplified. Further, in the case where the manufacturing method of the present embodiment includes the step (0), when the step (0) requires heat treatment, the time during which the semiconductor substrate is heated can be shortened, and the thermal load applied to the semiconductor substrate is reduced. be able to. Therefore, it is possible to manufacture a solar cell element having a passivation layer that is more excellent in the passivation effect. Furthermore, when any one or more of a p + type diffusion layer and an n + type diffusion layer is formed on the semiconductor substrate, preventing the diffusion layer from diffusing more than necessary by heat treatment (firing). Can do.
In this embodiment, an oxide film layer refers to a layer containing an oxide of a metal element that constitutes a semiconductor substrate. When the semiconductor substrate is a silicon substrate, for example, the oxide film layer means a layer containing an oxide of Si that is a metal element constituting the silicon substrate.

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の測定を、日本セミラボ株式会社製のWT−2000PVN等の装置を用いて、反射マイクロ波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 measuring the effective lifetime of minority carriers in a semiconductor substrate on which a passivation layer is formed, using a reflection microscopic device using a device such as WT-2000PVN manufactured by Nippon Semilab Co., Ltd. It can be evaluated by measuring by the wave conduction decay 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τbと、半導体基板表面の表面ライフタイムτs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τsが大きくなる結果、実効ライフタイムτが大きくなる。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τbが大きくなって実効ライフタイムτが大きくなる。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間の界面特性、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。
1/τ=1/τb+1/τs (A)
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。
Here, the effective lifetime τ is expressed by the following equation (A) by the bulk lifetime τb inside the semiconductor substrate and the surface lifetime τs on the surface of the semiconductor substrate. When the surface state density on the surface of the semiconductor substrate is small, τs increases, and as a result, the effective lifetime τ increases. Further, even if defects such as dangling bonds inside the semiconductor substrate are reduced, the bulk lifetime τb 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.
1 / τ = 1 / τb + 1 / τs (A)
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.

半導体基板は特に制限されず、目的に応じて太陽電池素子に通常用いられるものから適宜選択することができる。半導体基板としては、シリコン基板、ゲルマニウム基板等に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。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 for solar cell elements according to the purpose. As a semiconductor substrate, a silicon substrate, a germanium substrate, or the like is doped (diffused) with a p-type impurity or an n-type impurity. 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 a thing.

また、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50μm〜1000μmとすることができ、75μm〜750μmであることが好ましい。   Further, 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 μm to 1000 μm, and preferably 75 μm to 750 μm.

<酸化膜層形成工程>
本実施形態の製法は、必要に応じて、半導体基板の少なくとも一方の面上に酸化膜層を形成する工程(以下、酸化膜層形成工程と称することがある)を有してもよい。酸化膜層の形成される面は、パッシベーション層形成用組成物を付与する側の面であることが好ましい。
<Oxide film layer formation process>
The manufacturing method of the present embodiment may include a step of forming an oxide film layer on at least one surface of the semiconductor substrate (hereinafter sometimes referred to as an oxide film layer forming step) as necessary. The surface on which the oxide film layer is formed is preferably the surface on the side to which the composition for forming a passivation layer is applied.

酸化膜層の形成方法は目的に応じて通常用いられる手法から適宜選択することができる。具体的には、例えば、ドライ酸化、ウェット酸化等の熱酸化、硝酸等の薬液による酸化、レーザー、プラズマ等による酸化、スパッタリング、CVD、ALD等による酸化膜の堆積、酸素存在環境下に半導体基板を置くことによる自然酸化などを挙げることができる。   The method for forming the oxide film layer can be appropriately selected from commonly used techniques depending on the purpose. Specifically, for example, thermal oxidation such as dry oxidation and wet oxidation, oxidation with a chemical solution such as nitric acid, oxidation by laser, plasma, etc., deposition of an oxide film by sputtering, CVD, ALD, etc., semiconductor substrate in an oxygen-existing environment And natural oxidation by placing.

本実施形態の製法では、付与工程及び熱処理工程を経ることで半導体基板上に酸化膜層が形成されるため、酸化膜層形成工程を省略することができる。これは、パッシベーション層形成用組成物中に含まれる、水分、酸素、金属アルコキシド化合物中の有機基、金属アルコキシド化合物由来の水酸基、溶媒等の有機化合物中の酸素原子などが、酸化膜層を形成するための成分の供給源となり、熱処理工程における熱付加によって、基板表面上に酸化膜層が形成されたためと考えられる。   In the manufacturing method of the present embodiment, the oxide film layer is formed on the semiconductor substrate through the application process and the heat treatment process, and therefore the oxide film layer formation process can be omitted. This is because the moisture, oxygen, organic groups in metal alkoxide compounds, hydroxyl groups derived from metal alkoxide compounds, oxygen atoms in organic compounds such as solvents, etc. contained in the composition for forming a passivation layer form an oxide film layer. This is considered to be because an oxide film layer was formed on the surface of the substrate by the heat addition in the heat treatment process.

形成する酸化膜層の厚みは、0.5nm以上であることが好ましい。さらに酸化膜層の均一性の観点から1nm以上であることがより好ましい。また、パッシベーション層内の電界効果の観点から10.0nm以下であることが好ましく、4.0nm以下であることがより好ましい。
他の態様においては、形成する酸化膜層の厚みは、0.5nm〜10.0nmであることが好ましく、0.5nm〜8.0nmであることがより好ましく、0.5nm〜6.0nmであることが更に好ましく、0.5nm〜5.0nmであることが特に好ましい。
酸化膜層の厚みの測定方法は、下記実施例中で言及する。
The thickness of the oxide film layer to be formed is preferably 0.5 nm or more. Further, it is more preferably 1 nm or more from the viewpoint of uniformity of the oxide film layer. Moreover, it is preferable that it is 10.0 nm or less from a viewpoint of the electric field effect in a passivation layer, and it is more preferable that it is 4.0 nm or less.
In another embodiment, the thickness of the oxide film layer to be formed is preferably 0.5 nm to 10.0 nm, more preferably 0.5 nm to 8.0 nm, and 0.5 nm to 6.0 nm. More preferably, it is particularly preferably 0.5 nm to 5.0 nm.
The method for measuring the thickness of the oxide film layer will be described in the following examples.

酸化膜層としては絶縁性があればよく、アモルファス(非晶質)を含む層であることが好ましい。酸化膜層は単一の物質を含む膜でも複数の物質を含む複合膜でもどちらでも構わない。
酸化膜層がアモルファスを含むか否かは、以下の方法により確認することができる。なお、アモルファスの定義が結晶構造を持たないことであるため、アモルファスを確認する方法は酸化膜層に結晶構造が確認されないことによりなされる。
酸化膜層がアモルファスを含む場合には、X線回折(X−ray diffraction、XRD)等により酸化膜層に結晶構造由来のピークが観察されないか、又は非常にブロードなピークが観察されることになる。そのため、酸化膜層がアモルファスを含むか否かは、X線回折による結晶構造由来のピークの有無により判断することができる。
なお、観察対象となる箇所に結晶質とアモルファスとが併存する場合は、半導体基板を加熱及び冷却して観察対象となる箇所を結晶質にした後、加熱前後でのX線回折のピーク強度の変化からアモルファスの存在を判断すればよい。
所定の厚みの酸化膜層を半導体基板表面上に有する構造とすることで、パッシベーション効果が向上する。そのメカニズムは定かではないが次のように考えられる。半導体基板表面の結晶構造とパッシベーション層の結晶構造との格子定数のずれに起因する応力の発生によりパッシベーション効果が損なわれることがあるが、アモルファスである酸化膜層が両者の間に存在することで応力が緩和されると考えられる。また、この酸化膜層の厚みが所定値以下であると、パッシベーション層内の固定電荷と少数キャリアの再結合箇所との距離が長くなりすぎないため、パッシベーション効果が向上すると考えられる。
The oxide film layer only needs to have insulating properties, and is preferably a layer containing amorphous (amorphous). The oxide film layer may be a film containing a single substance or a composite film containing a plurality of substances.
Whether or not the oxide film layer contains amorphous can be confirmed by the following method. In addition, since the definition of amorphous is that it does not have a crystal structure, a method for confirming amorphous is performed by confirming no crystal structure in the oxide film layer.
When the oxide film layer contains amorphous, no peak derived from the crystal structure is observed in the oxide film layer by X-ray diffraction (XRD) or the like, or a very broad peak is observed. Become. Therefore, whether or not the oxide film layer contains amorphous can be determined by the presence or absence of a peak derived from the crystal structure by X-ray diffraction.
In addition, when crystalline and amorphous coexist in the location to be observed, after heating and cooling the semiconductor substrate to make the location to be observed crystalline, the peak intensity of X-ray diffraction before and after heating is measured. The presence of amorphous material may be determined from the change.
By providing a structure having an oxide film layer having a predetermined thickness on the surface of the semiconductor substrate, the passivation effect is improved. Although the mechanism is not clear, it is considered as follows. Although the passivation effect may be impaired by the generation of stress due to the deviation of the lattice constant between the crystal structure of the semiconductor substrate surface and the crystal structure of the passivation layer, an amorphous oxide film layer exists between the two. It is thought that stress is relieved. Further, if the thickness of the oxide film layer is equal to or less than a predetermined value, the distance between the fixed charge in the passivation layer and the recombination site of minority carriers does not become too long, so that the passivation effect is considered to be improved.

<付与工程>
本実施形態の製法は、式(I)化合物を含む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工程(付与工程)を有する。付与工程により、パッシベーション層形成用組成物層を半導体基板上に形成することができる。
<Granting process>
The manufacturing method of this embodiment has the process (application | coating process) of providing the composition for passivation layer formation containing a compound of Formula (I) on a semiconductor substrate. By the applying step, the passivation layer forming composition layer can be formed on the semiconductor substrate.

パッシベーション層形成用組成物層の形状は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。パッシベーション層形成用組成物層は、半導体基板の面全体に形成されてもよく、一部の領域にのみ形成されていてもよい。また、パッシベーション層形成用組成物層は、半導体基板の片面にのみ形成されても、両面に形成されてもよい。さらに、パッシベーション層形成用組成物層は、電極形成用組成物層が形成される面以外の面(つまり、電極形成用組成物層が形成されない面)に形成されてもよい。中でも、半導体基板上の電極形成用組成物層が形成されない領域の少なくとも一部の領域、すなわち、半導体基板と電極形成用組成物層とが接触する領域以外の少なくとも一部の領域にパッシベーション層形成用組成物層が形成されることが好ましい。これにより、電極の接触抵抗が上昇することが抑制される。また、より簡便な方法でパッシベーション層を形成することができる。パッシベーション層形成用組成物の詳細については後述する。   The shape of the composition layer for forming a passivation layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. The composition layer for forming a passivation layer may be formed on the entire surface of the semiconductor substrate, or may be formed only on a part of the region. Moreover, the composition layer for forming a passivation layer may be formed only on one side of the semiconductor substrate or on both sides. Further, the passivation layer forming composition layer may be formed on a surface other than the surface on which the electrode forming composition layer is formed (that is, the surface on which the electrode forming composition layer is not formed). In particular, a passivation layer is formed in at least a part of a region where the electrode forming composition layer on the semiconductor substrate is not formed, that is, in at least a part of the region other than the region where the semiconductor substrate and the electrode forming composition layer are in contact with each other. It is preferable that a composition layer is formed. Thereby, it is suppressed that the contact resistance of an electrode raises. Further, the passivation layer can be formed by a simpler method. Details of the composition for forming a passivation layer will be described later.

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方法には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、公知の塗布方法を用いて、半導体基板上に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、例えば、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、及びロールコート法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が好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in the method of providing the composition for formation of a passivation layer on a semiconductor substrate, According to the objective, it can select suitably. For example, the method of providing the composition for passivation layer formation on a semiconductor substrate can be mentioned using a well-known coating method. Specific examples include an immersion method, a screen printing method, an ink jet 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, the screen printing method and the ink jet method are preferable from the viewpoints of pattern formability and productivity.

半導体基板上に形成されるパッシベーション層形成用組成物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形成用組成物層の厚みは、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 composition layer for forming a 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 thickness of the formed composition layer for forming a passivation layer was measured by measuring the thickness at three points by an ordinary method using an interference type film thickness meter (for example, Filmetrics F20 film thickness measurement system). Calculated as an arithmetic average value.

<熱処理工程>
本実施形態の製法は、パッシベーション層形成用組成物を熱処理(焼成)する工程(熱処理工程)を有する。熱処理工程では、パッシベーション層形成用組成物層を有する半導体基板を熱処理(焼成)することで、パッシベーション層形成用組成物層の熱処理物(焼成物)であるパッシベーション層が形成されるか、又はパッシベーション層形成用組成物層の熱処理物(焼成物)であるパッシベーション層と酸化膜層とが形成される。
<Heat treatment process>
The manufacturing method of this embodiment has the process (heat treatment process) of heat-processing (baking) the composition for formation of a passivation layer. In the heat treatment step, the semiconductor substrate having the passivation layer forming composition layer is heat treated (fired) to form a passivation layer that is a heat treated product (baked product) of the passivation layer forming composition layer, or passivation. A passivation layer and an oxide film layer, which are heat-treated products (baked products) of the layer-forming composition layer, are formed.

熱処理工程は、一つの工程であってもよく、複数の工程であってもよい。   The heat treatment step may be a single step or a plurality of steps.

熱処理(焼成)温度は、パッシベーション特性の観点から、625℃〜875℃であることが好ましく、650℃〜850℃であることがより好ましく、670℃〜820℃であることが更に好ましい。   The heat treatment (firing) temperature is preferably 625 ° C. to 875 ° C., more preferably 650 ° C. to 850 ° C., and further preferably 670 ° C. to 820 ° C. from the viewpoint of passivation properties.

<乾燥処理工程>
本実施形態の製法は、必要に応じて、半導体基板上に形成されたパッシベーション層形成用組成物層を乾燥処理する工程を有してもよい。パッシベーション層形成用組成物層を乾燥処理することで、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。
<Drying process>
The manufacturing method of this embodiment may have the process of drying the composition layer for passivation layer formation formed on the semiconductor substrate as needed. A passivation layer having a more uniform passivation effect can be formed by drying the composition layer for forming a passivation layer.

パッシベーション層形成用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ことがある溶媒の少なくとも一部を除去することができればよく、特に制限されない。例えば、30℃〜500℃で1分間〜60分間の乾燥処理とすることができ、40℃〜300℃で3分間〜40分間の乾燥処理であることが好ましい。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。   The step of drying the passivation layer forming composition layer is not particularly limited as long as at least a part of the solvent that may be contained in the passivation layer forming composition can be removed. For example, the drying treatment can be performed at 30 ° C. to 500 ° C. for 1 minute to 60 minutes, and the drying treatment is preferably performed at 40 ° C. to 300 ° C. for 3 minutes 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、本実施形態の製法は、付与工程の後、熱処理工程の前に、パッシベーション層形成用組成物層を脱脂処理する工程を更に有していてもよい。パッシベーション層形成用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層を形成することができる。   When the composition for forming a passivation layer contains a resin, the production method of this embodiment may further include a step of degreasing the composition layer for forming a passivation layer after the applying step and before the heat treatment step. . By having the process of degreasing the composition layer for forming a passivation layer, a more uniform passivation layer can be formed.

パッシベーション層形成用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3分間〜120分間の熱処理とすることができ、300℃〜400℃で10分間〜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 passivation layer forming composition layer is not particularly limited as long as at least a part of the resin that may be contained in the passivation layer forming composition can be removed. The degreasing treatment can be performed, for example, at 250 ° C. to 450 ° C. for 3 minutes to 120 minutes, preferably at 300 ° C. to 400 ° C. for 10 minutes to 60 minutes. The degreasing treatment is preferably performed in the presence of oxygen, and more preferably performed in the air.

<アルカリ水溶液処理工程>
本実施形態の製法は、付与工程の前に、半導体基板上にアルカリ水溶液を接触させて半導体基板の表面を洗浄する工程(アルカリ水溶液処理工程)をさらに有することが好ましい。半導体基板の表面を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向上する。
<Alkaline aqueous solution treatment process>
It is preferable that the manufacturing method of this embodiment further has the process (alkaline aqueous-solution process process) which contacts the aqueous alkali solution on a semiconductor substrate, and wash | cleans the surface of a semiconductor substrate before a provision process. By washing the surface of the semiconductor substrate with an alkaline aqueous solution, organic substances, particles and the like existing on the surface of the semiconductor substrate can be removed, and the passivation effect is improved.

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、パーティクル等を除去することできる。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。   As a method for cleaning with an alkaline aqueous solution, generally known RCA cleaning and the like can be exemplified. For example, an organic substance, particles, and the like can be removed by immersing the semiconductor substrate in a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide water and processing at 60 ° C. to 80 ° C. The cleaning time is preferably 10 seconds to 10 minutes, and more preferably 30 seconds to 5 minutes.

本実施形態の製法で製造されるパッシベーション層及び酸化膜層を有する太陽電池素子は、発光ダイオード素子等に適用することもできる。   The solar cell element having the passivation layer and the oxide film layer manufactured by the manufacturing method of the present embodiment can also be applied to a light emitting diode element or the like.

<パッシベーション層形成用組成物>
パッシベーション層形成用組成物は、式(I)化合物を含む。
パッシベーション層形成用組成物は、式(I)化合物と、水と、を含むものであってもよい。以下、式(I)化合物と水とを含むパッシベーション層形成用組成物を、第1のパッシベーション層形成用組成物と称することがある。
また、パッシベーション層形成用組成物は、式(I)化合物の加水分解物を含むものであってもよい。以下、式(I)化合物の加水分解物を含むパッシベーション層形成用組成物を、第2のパッシベーション層形成用組成物と称することがある。
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。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るパッシベーション層形成用組成物層を形成することが可能である。さらに、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、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 composition for forming a passivation layer contains a compound of formula (I).
The composition for forming a passivation layer may contain a compound of formula (I) and water. Hereinafter, the composition for forming a passivation layer containing the compound of formula (I) and water may be referred to as a first composition for forming a passivation layer.
Further, the composition for forming a passivation layer may contain a hydrolyzate of the compound of formula (I). Hereinafter, the composition for forming a passivation layer containing a hydrolyzate of the compound of formula (I) may be referred to as a second composition for forming a passivation layer.
The composition for forming a passivation layer may further contain other components as necessary. When the composition for forming a passivation layer contains the above-described components, it is possible to form a composition layer for forming a passivation layer that is excellent in pattern formability. Furthermore, by using the composition for forming a passivation layer, it is possible to form a passivation layer having a superior pattern forming property and an excellent passivation effect by a simple method.

M(OR (I) M (OR 1 ) m (I)

一般式(I)中、MはAl、Nb、Ta、VO、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, VO, Y, and Hf. R 1 independently represents an alkyl group or an aryl group. m represents an integer of 1 to 5.

(一般式(I)で表される化合物及びその加水分解物)
第1のパッシベーション層形成用組成物は、式(I)化合物の少なくとも1種を含む。また、第2のパッシベーション層形成用組成物は、式(I)化合物の少なくとも1種の加水分解物を含む。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種又はその加水分解物を含むことで、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) and hydrolyzate thereof)
The first composition for forming a passivation layer contains at least one compound of formula (I). In addition, the second composition for forming a passivation layer contains at least one hydrolyzate of the compound of formula (I). When the composition for forming a passivation layer contains at least one compound of formula (I) or a hydrolyzate thereof, a passivation layer having an excellent passivation effect can be formed. The reason can be considered as follows.

式(I)化合物又はその加水分解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では、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。   A metal oxide formed by heat-treating (firing) a composition for forming a passivation layer containing a compound of formula (I) or a hydrolyzate thereof has defects of metal atoms or oxygen atoms, and generates a fixed charge. It will be easier. 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, regarding 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). It can be evaluated by examining the binding mode in the analysis of). Further, the crystal phase near the interface of the passivation layer can be confirmed by measuring the X-ray diffraction spectrum. 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、VO、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, VO, 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はそれぞれ独立して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具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、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は、置換基を有していてもよく、置換基としては、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。
で表されるアリール基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、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 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.
Specific examples of the alkyl group represented by R 1 include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, hexyl, and octyl. Group, ethylhexyl group and the like.
Specific examples of the aryl group represented by R 1 include a phenyl group.
The alkyl group represented by R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a nitro group.
The aryl group represented by R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a nitro group. Can be mentioned.
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VO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 3 when m is VO, 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.

式(I)化合物の状態は、室温(25℃)において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(II)で表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)で表される化合物は、液体であることが好ましい。   The state of the compound of formula (I) may be solid or liquid at room temperature (25 ° C.). 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 (II) described later is used in combination, the compound represented by the general formula (I) is a liquid. It is preferable.

式(I)化合物は、具体的には、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、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、アルミニウムイソブトキシド、ニオブメトキシド、ニオブエトキシド、ニオブイソプロポキシド、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、ニオブイソブトキシド、タンタルメトキシド、タンタルエトキシド、タンタルイソプロポキシド、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、タンタルイソブトキシド、イットリウムメトキシド、イットリウムエトキシド、イットリウムイソプロポキシド、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、イットリウムイソブトキシド、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、バナジウムオキシイソプロポキシド、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、バナジウムオキシイソブトキシド、ハフニウムメトキシド、ハフニウムエトキシド、ハフニウムイソプロポキシド、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、ハフニウムイソ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、アルミニウムイソプロポキシド、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、イットリウムイソプロポキシド、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 specifically aluminum methoxide, aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum n-propoxide, aluminum n-butoxide, aluminum t-butoxide, aluminum isobutoxide, niobium methoxide, niobium. Ethoxide, niobium isopropoxide, niobium n-propoxide, niobium n-butoxide, niobium t-butoxide, niobium isobutoxide, tantalum methoxide, tantalum ethoxide, tantalum isopropoxide, tantalum n-propoxide, tantalum n- Butoxide, tantalum t-butoxide, tantalum isobutoxide, yttrium methoxide, yttrium ethoxide, yttrium isopropoxide, yttrium n-propoxide, yttrium n-butoxide Yttrium t-butoxide, yttrium isobutoxide, vanadium oxymethoxide, vanadium oxyethoxide, vanadium oxyisopropoxide, vanadium oxy n-propoxide, vanadium oxy n-butoxide, vanadium oxy t-butoxide, vanadium oxyisobutoxide , Hafnium methoxide, hafnium ethoxide, hafnium isopropoxide, hafnium n-propoxide, hafnium n-butoxide, hafnium t-butoxide, hafnium isobutoxide, etc., among which aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, Aluminum n-butoxide, niobium ethoxide, niobium n-propoxide, niobium n-butoxide, tantalum ethoxide, tantalum n-propyl Pokishido, tantalum n- butoxide, yttrium isopropoxide, 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)トリエトキシドオキシド、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) triethoxide oxide, vanadium (V) tri-i-propoxide oxide, vanadium (V) tri-n-propoxide oxide, vanadium( ) 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 Triisobutoxide, mention may be made of 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 as a compound having a chelate structure formed by mixing with a compound having a specific structure having two carbonyl groups described later.

式(I)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及び融点に基づいて確認することができる。   The presence of a chelate structure in the compound of formula (I) can be confirmed by a commonly used analytical method. For example, it can confirm based on an infrared spectroscopy spectrum, a nuclear magnetic resonance spectrum, and melting | fusing point.

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、例えば、0.1質量%〜80質量%とすることができ、0.5質量%〜70質量%であることが好ましく、1質量%〜60質量%であることがより好ましく、1質量%〜50質量%であることが更に好ましい。   The content of the compound of formula (I) contained in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary. The content of the compound of formula (I) can be set to, for example, 0.1% by mass to 80% by mass in the composition for forming a passivation layer from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, and 0.5% by mass. % To 70% by mass, more preferably 1% to 60% by mass, and still more preferably 1% to 50% by mass.

第2のパッシベーション層形成用組成物に含まれる式(I)化合物の加水分解物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。式(I)化合物の加水分解物の含有率は、パッシベーション効果の観点から、第2のパッシベーション層形成用組成物中に、例えば、0.1質量%〜80質量%とすることができ、0.5質量%〜70質量%であることが好ましく、1質量%〜60質量%であることがより好ましく、1質量%〜50質量%であることが更に好ましい。
なお、本実施形態において式(I)化合物の加水分解物とは、式(I)化合物に水を添加することで得られる式(I)化合物の加水分解の分解産物をいい、式(I)化合物の加水分解物中には、水と反応していない式(I)化合物が残存していてもよいし、式(I)化合物と反応していない水が残存していてもよい。
また、本実施形態において、式(I)化合物の加水分解物には、式(I)化合物の加水分解物の脱水縮合物が含まれていてもよい。
The content of the hydrolyzate of the compound of formula (I) contained in the second passivation layer forming composition can be appropriately selected as necessary. From the viewpoint of the passivation effect, the content of the hydrolyzate of the compound of formula (I) can be, for example, 0.1% by mass to 80% by mass in the second composition for forming a passivation layer. 0.5 mass% to 70 mass% is preferable, 1 mass% to 60 mass% is more preferable, and 1 mass% to 50 mass% is still more preferable.
In the present embodiment, the hydrolyzate of the compound of formula (I) refers to a hydrolysis product of the compound of formula (I) obtained by adding water to the compound of formula (I). In the hydrolyzate of the compound, the compound of formula (I) that has not reacted with water may remain, or water that has not reacted with the compound of formula (I) may remain.
In this embodiment, the hydrolyzate of the compound of formula (I) may contain a dehydration condensate of the hydrolyzate of the compound of formula (I).

(水)
第1のパッシベーション層形成用組成物は、水を含む。第1のパッシベーション層形成用組成物が水を含むことで、優れたパターン形成性を有するパッシベーション層形成用組成物となる。この理由は以下のように考えることができる。
(water)
The first composition for forming a passivation layer contains water. When the first composition for forming a passivation layer contains water, the composition for forming a passivation layer having excellent pattern forming properties is obtained. The reason can be considered as follows.

水は第1のパッシベーション層形成用組成物中で式(I)化合物と少なくとも一部が反応する。水が式(I)化合物と反応することにより形成される金属化合物である式(I)化合物の加水分解物は、金属化合物同士又は金属化合物と水がネットワークを形成すると考えられる。また、このネットワークはパッシベーション層形成用組成物が流動していると容易に崩れ、再び静止状態になると再形成されるものであると考えられる。このネットワークが、パッシベーション層形成用組成物が静止している際の粘度を上昇させ、流動している際には粘度を低下させる。その結果、パッシベーション層形成用組成物が、パターン形成性に必要なチキソ性を発現するものと考えられる。   Water reacts at least partially with the compound of formula (I) in the first composition for forming a passivation layer. The hydrolyzate of the compound of formula (I), which is a metal compound formed by reacting water with the compound of formula (I), is considered to form a network between metal compounds or between the metal compound and water. Further, it is considered that this network is easily broken when the composition for forming a passivation layer is flowing, and is re-formed when the composition becomes stationary again. This network increases the viscosity when the composition for forming a passivation layer is stationary, and decreases the viscosity when the composition is flowing. As a result, it is considered that the composition for forming a passivation layer develops thixotropy necessary for pattern formation.

優れたパターン形成性を有するパッシベーション層形成用組成物を用いることで、所望の領域に所望の形状のパッシベーション層形成用組成物層を形成することができる。このことから、所望の領域に所望の形状でパッシベーション層の形成された太陽電池素子の製造が可能となる。   By using a composition for forming a passivation layer having excellent pattern forming properties, a composition layer for forming a passivation layer having a desired shape can be formed in a desired region. Accordingly, it is possible to manufacture a solar cell element in which a passivation layer is formed in a desired shape in a desired region.

水の状態は、固体であっても液体であってもよい。式(I)化合物との混合性の観点から、水は、液体であることが好ましい。   The water state may be solid or liquid. From the viewpoint of miscibility with the compound of formula (I), water is preferably a liquid.

第1のパッシベーション層形成用組成物に含まれる水の含有量は、必要に応じて適宜選択することができる。
水の含有量は、第1のパッシベーション層形成用組成物にチキソ性を付与する観点から、第1のパッシベーション層形成用組成物中の式(I)化合物に含まれる「OR基」の1モルに対し、例えば、0.1モル以上とすることができ、1モル以上であることが好ましく、2モル以上であることがより好ましく、3モル以上であることが更に好ましい。
また、水の含有量は、パターン形成性及びパッシベーション効果の観点から、第1のパッシベーション層形成用組成物中の式(I)化合物に含まれる「OR基」の1モルに対し、例えば、0.1モル〜30モルとすることができ、1モル〜25モルであることが好ましく、2モル〜20モルであることがより好ましく、3モル〜20モルであることが更に好ましい。
The content of water contained in the first composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary.
From the viewpoint of imparting thixotropy to the first passivation layer forming composition, the water content is 1 of “OR 1 group” contained in the compound of formula (I) in the first passivation layer forming composition. For example, it can be 0.1 mol or more, preferably 1 mol or more, more preferably 2 mol or more, and still more preferably 3 mol or more with respect to mol.
In addition, from the viewpoint of pattern formability and passivation effect, the water content is, for example, 1 mol of “OR 1 group” contained in the compound of formula (I) in the first composition for forming a passivation layer, for example, It can be 0.1 mol-30 mol, It is preferable that it is 1 mol-25 mol, It is more preferable that it is 2 mol-20 mol, It is still more preferable that it is 3 mol-20 mol.

また、第2のパッシベーション層形成用組成物は、水を含んでいてもよい。第2のパッシベーション層形成用組成物に含まれる水の含有量は、必要に応じて適宜選択することができる。
水の含有量は、第2のパッシベーション層形成用組成物にチキソ性を付与する観点から、第2のパッシベーション層形成用組成物中の式(I)化合物及びその加水分解物に含まれる「OR基」の1モルに対し、例えば、0.1モル以上とすることができ、1モル以上であることが好ましく、2モル以上であることがより好ましく、3モル以上であることが更に好ましい。
水の含有量は、パターン形成性及びパッシベーション効果の観点から、第2のパッシベーション層形成用組成物中の式(I)化合物に含まれる「OR基」の1モルに対し、例えば、0.1モル〜30モルとすることができ、1モル〜25モルであることが好ましく、2モル〜20モルであることがより好ましく、3モル〜20モルであることが更に好ましい。
In addition, the second composition for forming a passivation layer may contain water. The content of water contained in the second passivation layer forming composition can be appropriately selected as necessary.
From the viewpoint of imparting thixotropy to the second passivation layer forming composition, the water content is “OR” contained in the compound (I) and the hydrolyzate thereof in the second passivation layer forming composition. For example, it can be 0.1 mol or more, preferably 1 mol or more, more preferably 2 mol or more, and still more preferably 3 mol or more with respect to 1 mol of 1 group. .
From the viewpoint of pattern formability and passivation effect, the water content is, for example, about 0.1 mol relative to 1 mol of “OR 1 group” contained in the compound of formula (I) in the second composition for forming a passivation layer. It can be 1-30 mol, It is preferable that it is 1-25 mol, It is more preferable that it is 2-20 mol, It is still more preferable that it is 3-20 mol.

パッシベーション層形成用組成物中で式(I)化合物に作用した水の量は、式(I)化合物から遊離したアルコールの量から算出できる。式(I)化合物に水が作用する際、式(I)化合物からアルコール、すなわちROHが遊離する。この遊離したアルコールの量は水が作用した式(I)化合物の官能基の数に比例する。よって、この遊離したアルコールの量を測定することで、式(I)化合物に作用した水の量が算出できる。遊離したアルコールの量の測定は、例えば、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC―MS)を用いて確認できる。 The amount of water that has acted on the compound of formula (I) in the composition for forming a passivation layer can be calculated from the amount of alcohol liberated from the compound of formula (I). When water acts on the compound of formula (I), alcohol, that is, R 1 OH is liberated from the compound of formula (I). The amount of this liberated alcohol is proportional to the number of functional groups of the compound of formula (I) on which water has acted. Therefore, by measuring the amount of this liberated alcohol, the amount of water acting on the compound of formula (I) can be calculated. The measurement of the amount of alcohol liberated can be confirmed, for example, using gas chromatography mass spectrometry (GC-MS).

パッシベーション層形成用組成物に含まれるアルコール、すなわち遊離したROHの含有率は、0.5質量%〜70質量%が好ましく、1質量%〜60質量%がより好ましく、1質量%〜50質量%が更に好ましい。 0.5 mass%-70 mass% are preferable, and, as for the content rate of alcohol contained in the composition for forming a passivation layer, that is, liberated R 1 OH, 1 mass% to 60 mass% are more preferable, and 1 mass% to 50 mass%. More preferred is mass%.

パッシベーション層形成用組成物は、式(I)化合物以外の酸素原子を分子構造中に有する化合物(以下、「含酸素化合物」と称することがある)を更に含んでもよい。
パッシベーション層形成用組成物が含酸素化合物を含む場合、含酸素化合物としては、後述の一般式(II)で表される化合物、組成物中に溶存している酸素、水、ケトン、エステル、エーテル、アルコール、アミド化合物等が挙げられる。これらの中でも、後述の一般式(II)で表される化合物が好ましい。
パッシベーション層形成用組成物が含酸素化合物を含む場合、含酸素化合物の含有率は特に限定されない。中でも、式(I)化合物又はその加水分解物と含酸素化合物との総含有率を100質量%としたときの含酸素化合物の含有率が、0.5質量%〜80質量%であることが好ましく、1質量%〜75質量%であることがより好ましく、2質量%〜70質量%であることが更に好ましく、3質量%〜70質量%であることが特に好ましい。
含酸素化合物の含有率を0.5質量%以上とすることで、パッシベーション効果が向上する傾向にある。また含酸素化合物を80質量%以下とすることで、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。
The composition for forming a passivation layer may further contain a compound having an oxygen atom other than the compound of formula (I) in the molecular structure (hereinafter sometimes referred to as “oxygen-containing compound”).
When the composition for forming a passivation layer contains an oxygen-containing compound, examples of the oxygen-containing compound include a compound represented by the following general formula (II), oxygen dissolved in the composition, water, ketone, ester, ether , Alcohol, amide compound and the like. Among these, the compound represented by the general formula (II) described later is preferable.
When the composition for forming a passivation layer contains an oxygen-containing compound, the content of the oxygen-containing compound is not particularly limited. Among them, the content of the oxygen-containing compound when the total content of the compound of formula (I) or a hydrolyzate thereof and the oxygen-containing compound is 100% by mass is 0.5% by mass to 80% by mass. It is preferably 1% by mass to 75% by mass, more preferably 2% by mass to 70% by mass, and particularly preferably 3% by mass to 70% by mass.
By setting the content of the oxygen-containing compound to 0.5% by mass or more, the passivation effect tends to be improved. Moreover, it exists in the tendency for the storage stability of the composition for passivation layer formation to improve by making an oxygen-containing compound into 80 mass% or less.

(一般式(II)で表される化合物)
パッシベーション層形成用組成物は、含酸素化合物として、下記一般式(II)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 (II))
The composition for forming a passivation layer may contain at least one compound represented by the following general formula (II) (hereinafter referred to as “organoaluminum compound”) as an oxygen-containing compound.

一般式(II)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 (II), 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.

パッシベーション層形成用組成物が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。   When the composition for forming a passivation layer contains an organoaluminum compound, the passivation effect can be further improved. This can be considered as follows.

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、Nippon Seramikkusu Kyokai Gakujutsu Ronbunshi, vol.97, pp369−399(1989)にも記載されているように、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. Also, Nippon Seramikkusu Kyokai Gakujutsu Ronbunshi, vol. 97, pp 369-399 (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、本実施形態のように式(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 embodiment, 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(II)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具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、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 formula (II), 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. Specific examples of the alkyl group represented by R 2 include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, hexyl, and octyl. Group, ethylhexyl group and the like. 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(II)において、nは1〜3の整数を表す。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(II)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。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、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 (II), 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 (II) 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. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a hexyl group, an octyl group, and an ethylhexyl group.

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 each independently preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and preferably a hydrogen atom or 1 to 4 carbon atoms. The unsubstituted alkyl group is more preferable.
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(II)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具体的には、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート、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。   Specific examples of the organoaluminum compound represented by the general formula (II) where n is an integer of 1 to 3 include aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate and tris (ethyl acetoacetate) aluminum.

また一般式(II)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、例えば、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及びALCH−TR−20を挙げることができる。   Moreover, as the organoaluminum compound represented by the general formula (II) and n being an integer of 1 to 3, a prepared product or a commercially available product may be used. As a commercial item, the brand name of Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., ALCH, ALCH-50F, ALCH-75, ALCH-TR, and ALCH-TR-20 can be mentioned, for example.

また一般式(II)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、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。
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 (II) and n is an integer of 1 to 3 is prepared by mixing an aluminum trialkoxide and a compound having a specific structure having two carbonyl groups described later. Can do. A commercially available aluminum chelate compound may also be used.
When an aluminum trialkoxide and a compound having a specific structure having two carbonyl groups are mixed, 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.

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。2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物として具体的には、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、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸イソブチル、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、アセト酢酸イソペンチル、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、マロン酸ジイソプロピル、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、イソ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、イソ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 is preferably 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. . Specific examples of the compound having a specific structure having two carbonyl groups include acetylacetone, 3-methyl-2,4-pentanedione, 2,3-pentanedione, 3-ethyl-2,4-pentanedione, and 3-butyl. -2,4-pentanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 2,6-dimethyl-3,5-heptanedione, 6-methyl-2,4-heptanedione, etc. Β-diketone compound, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, n-propyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate, isobutyl acetoacetate, n-butyl acetoacetate, t-butyl acetoacetate, n-pentyl acetoacetate, isopentyl acetoacetate, N-hexyl acetoacetate, n-octyl acetoacetate, n-heptyl acetoacetate, 3-pentyl acetoacetate, 2-acetate Ethyl luheptanoate, 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, ethyl 3-oxoheptanoate, 3-oxo Β-ketoester compounds such as methyl heptanoate, methyl 4,4-dimethyl-3-oxovalerate, dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-propyl malonate, diisopropyl malonate, di-n-butyl malonate, malon Di-t-butyl acid, dihexyl malonate, t-butylethyl malonate, methyl malonate Le, diethyl malonate, isopropyl malonate, n- butyl diethyl malonate, sec- butyl diethyl malonate, isobutyl diethyl malonate, and the like malonic acid diester, such as 1-methyl butyl diethylmalonate.

アルミニウムキレート構造の数は、例えば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 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イソプロピレート及びトリイソプロポキシアルミニウムからなる群より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イソ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 the group consisting of aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate and triisopropoxyaluminum from the viewpoint of the passivation effect and compatibility with the solvent contained as necessary Is preferable, and aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate is more preferable.

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及び融点に基づ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 confirm based on an infrared spectroscopy spectrum, a nuclear magnetic resonance spectrum, and melting | fusing point.

有機アルミニウム化合物の性状は、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 property of 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.

パッシベーション層形成用組成物において、含酸素化合物として有機アルミニウム化合物を含む場合、式(I)化合物又はその加水分解物と含酸素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質量%〜80質量%であることが好ましく、1質量%〜75質量%であることがより好ましく、2質量%〜70質量%であることが更に好ましく、3質量%〜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、パッシベーション効果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、パッシベーション層形成用組成物の保存安定性が向上する傾向にある。
In the composition for forming a passivation layer, when an organoaluminum compound is included as the oxygen-containing compound, the organoaluminum compound has a total content of 100% by mass of the compound of formula (I) or a hydrolyzate thereof and the oxygen-containing compound. The content is preferably 0.5% by mass to 80% by mass, more preferably 1% by mass to 75% by mass, still more preferably 2% by mass to 70% by mass, and further preferably 3% by mass. It is especially preferable that it is -70 mass%.
By setting the content of the organoaluminum compound to 0.5% by mass or more, the passivation effect tends to be improved. Moreover, it exists in the tendency for the storage stability of the composition for passivation layer formation to improve by making an organoaluminum compound 80 mass% or less.

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質量%〜60質量%とすることができ、0.5質量%〜55質量%であることが好ましく、1質量%〜50質量%であることがより好ましく、1質量%〜45質量%であることが更に好ましい。   When the composition for forming a passivation layer 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% by mass to 60% by mass in the composition for forming a passivation layer, and 0.5% by mass to 55% by mass from the viewpoint of storage stability and a passivation effect. It is preferable that it is 1 mass%-50 mass%, and it is still more preferable that it is 1 mass%-45 mass%.

(液状媒体)
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。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)化合物及び必要に応じて添加される有機アルミニウム化合物等の含酸素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 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 applicability can be further improved, and a more uniform passivation layer can be formed. It does not restrict | limit especially as a liquid medium, It can select suitably as needed. Among them, a liquid medium capable of dissolving a compound of formula (I) and an oxygen-containing compound such as an organoaluminum compound added as necessary to give a uniform solution is preferable, and more preferably contains at least one organic solvent. preferable. A liquid medium means a medium in a liquid state at room temperature (25 ° C.).

液状媒体として具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、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、ジイソブチルケトン、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、ジイソプロピルエーテル、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、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、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、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、酢酸イソアミル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸イソアミル、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、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、イソペンタノール、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、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。   Specific examples of the liquid medium include acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-pentyl ketone, methyl n-hexyl ketone, diethyl ketone, Ketone solvents such as di-n-propyl ketone, diisobutyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diethyl ether, methyl ethyl ether, methyl-n-propyl Ether, diisopropyl 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, 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, dipropylene Glycol methyl-n-butyl ether, dip Lopylene 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 Tetrapropylene glycol methyl-n-hexyl A Ether solvent such as tetrapropylene glycol di-n-butyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-acetate Pentyl, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, 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, dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol ethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytrie acetate Lenglycol, isoamyl acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, isoamyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, 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-butyrolactone, γ- Ester solvents such as valerolactone, acetonitrile, N-methylpyrrolidinone, N-ethylpyrrolidinone, Nn-propylpyrrolidi Aprotic polar solvents such as N, Nn-butylpyrrolidinone, Nn-hexylpyrrolidinone, N-cyclohexylpyrrolidinone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, methylene chloride, chloroform, Hydrophobic organic solvents such as dichloroethane, benzene, toluene, xylene, hexane, octane, ethylbenzene, 2-ethylhexanoic acid, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol N-pentanol, isopentanol, 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 solvents such as alcohol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, ethylene 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-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono Examples thereof include glycol monoether solvents such as ethyl ether and tripropylene glycol monomethyl ether, and terpene solvents such as terpinene, terpineol, myrcene, alloocimene, limonene, dipentene, pinene, carvone, osymene, and ferrandrene. 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、パッシベーション層形成用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質量%〜98質量%であることが好ましく、10質量%〜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% by mass to 98% by mass in the total mass of the composition for forming a passivation layer, from the viewpoint of impartability of the composition for forming a passivation layer and pattern forming properties. More preferably, it is 10 mass%-95 mass%.

(樹脂)
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、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パッシベーション層形成用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パッシベーション層形成用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 may further contain at least one resin. By including the resin, the shape stability of the passivation layer forming composition layer formed by applying the passivation layer forming composition on the semiconductor substrate is further improved, and the passivation layer is formed by the passivation layer forming composition layer. A desired shape can be formed in the formed region.

樹脂の種類は特に制限されない。樹脂は、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。樹脂として具体的には、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、これらの共重合体など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、本実施形態において(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 in which a good pattern can be formed when the composition for forming a passivation layer is applied onto a semiconductor substrate. Specific examples of the resin include polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylamide derivatives, polyvinylamide, polyvinylamide derivatives, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, polyethylene oxide derivatives, polysulfonic acid, polyacrylamide alkylsulfonic acid, cellulose, and cellulose derivatives (carboxymethylcellulose). , Cellulose ethers such as hydroxyethyl cellulose and 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 derivative, dextrin, dextrin derivative, (meta) Examples include crylic acid resin, (meth) acrylic acid ester resin (alkyl (meth) acrylate resin, dimethylaminoethyl (meth) acrylate resin, etc.), butadiene resin, styrene resin, siloxane resin, and copolymers thereof. . These resins are used singly or in combination of two or more.
In the present embodiment, (meth) acryl represents acryl or methacryl, and (meth) acrylate represents acrylate or methacrylate.

これらの樹脂の中でも、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。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、1,000〜10,000,000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. Even when the content is small, viscosity and thixotropy are easily used. From the viewpoint of adjusting the properties, it is more preferable to use a cellulose derivative.
Further, the molecular weight of these resins is not particularly limited, and it is preferable to adjust appropriately in view of the desired viscosity as the composition for forming a passivation layer. The weight average molecular weight of the resin is preferably 1,000 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).

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、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、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質量%〜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質量%〜25質量%であることがより好ましく、0.5質量%〜20質量%であることが更に好ましく、0.5質量%〜15質量%であることが特に好ましい。
なお、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、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。
The content of the resin in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary.
For example, when the composition for forming a passivation layer contains a resin, the content of the resin is preferably 0.1% by mass 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% by mass to 25% by mass, and 0.5% by mass to 20% by mass. Is more preferable, and it is particularly preferably 0.5% by mass to 15% by mass.
In addition, since the composition for forming a passivation layer 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 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 a resin. It is particularly preferred not to contain.

(その他の成分)
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。
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る。具体的には塩酸、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る。具体的には、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 may further contain other components that are usually used in the field as necessary, in addition to the components described above.
The composition for forming a passivation layer 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 acidic compounds include Bronsted acid and Lewis acid. Specific examples include 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. Specifically, examples of the basic compound include inorganic bases such as alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides, and organic bases such as trialkylamine and pyridine.

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、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パッシベーション層形成用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パッシベーション層形成用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 for forming a passivation layer formed by applying the composition for forming a passivation layer on a semiconductor substrate is further improved, and a passivation layer is formed. It can be formed in a desired shape in the region where the composition layer for forming a passivation layer is formed.

チキソ剤としては、例えば、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物、有機フィラー及び無機フィラーが挙げられる。ポリアルキレングリコール化合物としては、下記一般式(III)で表される化合物等が挙げられる。   Examples of thixotropic agents 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 (III).

−(O−R−O−R ・・・(III) R < 6 > -(O-R < 8 > ) n- O-R < 7 > ... (III)

一般式(III)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 (III), 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.

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 fatty acid amides include compounds represented by the following general formulas (1), (2), (3) and (4).

CONH・・・・(1)
CONH−R10−NHCOR・・・・(2)
NHCO−R10−CONHR・・・・(3)
CONH−R10−N(R11・・・・(4)
R 9 CONH 2 (1)
R 9 CONH-R 10 -NHCOR 9 (2)
R 9 NHCO-R 10 -CONHR 9 (3)
R 9 CONH—R 10 —N (R 11 ) 2 ... (4)

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.

有機フィラーとしては、例えば、アクリル樹脂、セルロース樹脂及びポリスチレン樹脂の粒子が挙げられる。   As an organic filler, the particle | grains of an acrylic resin, a cellulose resin, and a polystyrene resin are mentioned, for example.

無機フィラーとしては、例えば、二酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素及びガラスの粒子が挙げられる。   Examples of the inorganic filler include silicon dioxide, aluminum hydroxide, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, silicon carbide, and glass particles.

有機フィラー又は無機フィラーの体積平均粒子径は、0.01μm〜50μmであることが好ましい。
本実施形態において、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 μm to 50 μm.
In this embodiment, 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.

(高沸点材料)
パッシベーション層形成用組成物には、樹脂と共に又は樹脂に替わる材料として、高沸点材料を用いてもよい。高沸点材料は、加熱したときに容易に気化して脱脂処理する必要のない化合物であることが好ましい。また高沸点材料は特に、パッシベーション層形成用組成物の付与後にパッシベーション層形成用組成物層の形状が維持できる高粘度の高沸点材料であることが好ましい。これらを満たす材料として、例えばイソボルニルシクロヘキサノールが挙げられる。
(High boiling point material)
In the composition for forming a passivation layer, a high boiling point material may be used together with the resin or as a material replacing the resin. The high boiling point material is preferably a compound that is easily vaporized when heated and does not need to be degreased. Further, the high boiling point material is particularly preferably a high boiling point high boiling material capable of maintaining the shape of the passivation layer forming composition layer after application of the passivation layer forming composition. An example of a material that satisfies these conditions is isobornylcyclohexanol.

イソボルニルシクロヘキサノールは、「テルソルブ MTPH」(日本テルペン化学株式会社、商品名)として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、またパッシベーション層形成用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る。   Isobornylcyclohexanol is commercially available as “Telsolve MTPH” (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., trade name). Isobornylcyclohexanol has a boiling point as high as 308 ° C to 318 ° C, and when removing it from the passivation layer forming composition layer, it does not need to be degreased by heat treatment (firing) like a resin, but by heating It can be eliminated by vaporization. For this reason, most of the solvent and isobornyl cyclohexanol contained in the composition for forming a passivation layer as necessary can be removed in the drying step after coating on the semiconductor substrate.

パッシベーション層形成用組成物が高沸点材料を含有する場合、高沸点材料の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量中に3質量%〜95質量%であることが好ましく、5質量%〜90質量%であることがより好ましく、7質量%〜80質量%であることが更に好ましい。   When the composition for forming a passivation layer contains a high-boiling material, the content of the high-boiling material is preferably 3% by mass to 95% by mass in the total mass of the composition for forming a passivation layer, and 5% by mass. More preferably, it is -90 mass%, and it is still more preferable that it is 7 mass%-80 mass%.

また、パッシベーション層形成用組成物は、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、ホウ素、ケイ素、リン、ヒ素及びテルルからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物を含有してもよい。   The composition for forming a passivation layer may contain at least one oxide selected from the group consisting of alkaline earth metal elements, transition metal elements, boron, silicon, phosphorus, arsenic, and tellurium.

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は0.01Pa・s〜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0.1Pa・s〜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 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 of the composition for forming a passivation layer can be 0.01 Pa · s 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 Pa · s to 10000 Pa · s. The viscosity is measured at 25 ° C. and a shear rate of 1.0 s −1 using a rotary shear viscometer.

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、式(I)化合物と、必要に応じて含まれる水、有機アルミニウム化合物、液状媒体、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、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 composition for formation of a passivation layer. For example, it can be produced by mixing the compound of formula (I) with water, an organoaluminum compound, a liquid medium, a resin, and the like that are contained as necessary by a commonly used mixing method.
The components contained in the composition for forming a passivation layer and the content of each component are confirmed using thermal analysis such as TG / DTA, spectral analysis such as NMR and IR, and chromatographic analysis such as HPLC and GPC. can do.

<太陽電池素子>
本実施形態の太陽電池素子は、本実施形態の太陽電池素子の製造方法により得られるものである。本実施形態の太陽電池素子は、半導体基板と、前記半導体基板の少なくとも一方の面上に設けられるパッシベーション層及び酸化膜層と、を有する。本実施形態の太陽電池素子は、半導体基板と酸化膜層とパッシベーション層とをこの順に有する構成であることが好ましい。
本実施形態の太陽電池素子は、式(I)化合物を含むパッシベーション層形成用組成物の熱処理物(焼成物)からなるパッシベーション層と酸化膜層を有しており、優れたパッシベーション効果を示す。
<Solar cell element>
The solar cell element of this embodiment is obtained by the manufacturing method of the solar cell element of this embodiment. The solar cell element of this embodiment has a semiconductor substrate and a passivation layer and an oxide film layer provided on at least one surface of the semiconductor substrate. The solar cell element of this embodiment preferably has a configuration including a semiconductor substrate, an oxide film layer, and a passivation layer in this order.
The solar cell element of this embodiment has the passivation layer and oxide film layer which consist of the heat processing thing (baking thing) of the composition for formation of the passivation layer containing a formula (I) compound, and shows the outstanding passivation effect.

本実施形態の太陽電池素子に用いられる半導体基板は、pn接合を有していてもよい。本実施形態の太陽電池素子に用いられる半導体基板が有するpn接合とは、p型層(p型領域)とn型層(n型領域)とが接している部分を意味する。p型層とn型層とは、半導体基板の異なる面に存在していても、同じ面に存在していてもよい。半導体基板にpn接合を形成する方法は、特に制限されない。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。変換効率の観点からは、p型層であることが好ましい。
酸化膜層及びパッシベーション層は、半導体基板の表面に存在するp型層及びn型層からなる群より選択される少なくとも一方の上に設けられることが好ましい。太陽電池素子は、必要に応じてその他の構成要素をさらに有していてもよい。
The semiconductor substrate used for the solar cell element of this embodiment may have a pn junction. The pn junction of the semiconductor substrate used in the solar cell element of this embodiment means a portion where the p-type layer (p-type region) and the n-type layer (n-type region) are in contact. The p-type layer and the n-type layer may exist on different surfaces of the semiconductor substrate or may exist on the same surface. The method for forming the pn junction on the semiconductor substrate is not particularly limited. The surface of the semiconductor substrate on which the passivation layer is provided may be a p-type layer or an n-type layer. From the viewpoint of conversion efficiency, a p-type layer is preferable.
The oxide film layer and the passivation layer are preferably provided on at least one selected from the group consisting of a p-type layer and an n-type layer existing on the surface of the semiconductor substrate. The solar cell element may further include other components as necessary.

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は、電極が配置されていてもよい。
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。例えば、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。
An electrode may be disposed on at least one of the p-type layer and the n-type layer in the semiconductor substrate.
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. For example, 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.

太陽電池素子の形状、大きさ等に制限はない。例えば、一辺が125mm〜156mmの正方形であることが好ましい。   There is no restriction | limiting in the shape of a solar cell element, a magnitude | size, etc. For example, it is preferable that one side is a square of 125 mm to 156 mm.

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、本実施形態の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。
なお、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。また、実質的に同一の機能を有する部材には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a process for producing a solar cell element according to this embodiment. However, this process diagram does not limit the present invention at all.
In addition, the magnitude | size of the member in each figure is notional, The relative relationship of the magnitude | size between members is not limited to this. Moreover, the same code | symbol is provided to the member which has the substantially same function through all the drawings, and the overlapping description may be abbreviate | omitted.

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(イソ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 (isopropyl 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み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, and p A pn junction is formed at the boundary with the mold 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 ° C. 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を厚み90nm前後で設ける。 Then, as shown in FIG. 1 (6), an antireflection film 4 made of silicon nitride or the like is provided on the n + type diffusion layer 2 on the light receiving surface by a PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method or the like with a thickness of about 90 nm. .

また、裏面については、NaOH等のアルカリ水溶液を用いて裏面表面の凸凹を平坦化してもよい。   Moreover, about the back surface, you may planarize the unevenness | corrugation of the back surface surface using alkaline aqueous solutions, such as NaOH.

次いで、図1(7)に示すように、裏面の一部に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 to a part of the back surface by screen printing or the like, after drying, heat treatment (baking) is performed at a temperature of 300 ° C. to 900 ° C., A 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、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) 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 preferably, more preferably L a is L b is 20μm~2.5mm in 10Myuemu~1.5Mm, it is more preferable L a is L b in 20μm~1.3mm is 30Myuemu~2mm.

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.

また、開口部のパターンはライン状でもよく、図9はその場合の図5のA部を拡大した概略平面図であり、図10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9及び図10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、ライン状にp型半導体基板1が露出したパターンで形成される。このライン状開口部のパターンは、ライン幅(L)及びライン間隔(L)で規定され、規則正しく配列していることが好ましい。ライン幅(L)及びライン間隔(L)は任意に設定でき、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。 Further, the pattern of the openings may be linear, and FIG. 9 is an enlarged schematic plan view of the portion A of FIG. 5 in that case, and FIG. 10 is an enlarged schematic plan view of the portion B of FIG. In the case of the formation pattern of the passivation layer shown in FIG. 5, as can be seen from FIGS. 9 and 10, the passivation layer 5 on the back surface is p-shaped in a line shape except for a 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 line openings is defined by the line width (L a ) and the line interval (L b ), and is preferably arranged regularly. The line width (L a) and line spacing (L b) 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 preferably, more preferably L a is L b is 20μm~2.5mm in 10Myuemu~1.5Mm, it is more preferable L a is L b in 20μm~1.3mm is 30Myuemu~2mm.

ここで、上記ではパッシベーション層を形成したい部位(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付与し、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、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、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、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付与することもできる。   Here, the passivation layer having a desired shape is formed by applying the composition for forming a passivation layer to a portion where the passivation layer is to be formed (portion other than the opening) and heat-treating (sintering). On the other hand, the passivation layer forming composition can be applied to the entire surface including the opening, and the passivation layer in the opening can be selectively removed by laser, photolithography, or the like after heat treatment (firing). Moreover, the composition for forming a passivation layer can be selectively applied by previously masking a portion such as an opening where a composition for forming a passivation layer 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10μm〜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 viewpoint of the resistivity and productivity of the light receiving surface electrode, the width of the light receiving surface current collecting electrode 8 is preferably 10 μm 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11
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部材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.
These are the schematic plan views which show an example of the back surface of a 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 the connectivity of the wiring member 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, respectively, after drying, the light receiving surface and the back surface are heat-treated (fired) at a temperature of about 450 ° C. to 900 ° C. in the air, and the light receiving surface collecting electrode is applied to the light receiving surface. 8 and the light receiving surface output extraction electrode 9, and the back surface collecting aluminum electrode 6 and the back surface output extraction 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、ドット状又はライン状に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。本実施形態においては、パターン形成性に優れる本実施形態に係る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 the form of dots or lines (the portion where the passivation layer 5 is not formed), the aluminum in the aluminum electrode paste is converted into p-type semiconductor substrate by heat treatment (firing). By diffusing into 1, the p + -type diffusion layer 10 is formed. In this embodiment, by using the composition for forming a passivation layer according to this embodiment 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 Can be manufactured.

図2は、本実施形態の太陽電池素子の製造方法の他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 schematically showing another example of the method for manufacturing a solar cell element according to the present embodiment, and the n + -type diffusion layer 2 on the back surface is removed by an etching process. Later, 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、本実施形態の太陽電池素子の製造方法の他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。この方法では、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 sectional view schematically showing another process example of the method for manufacturing the solar cell element of 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 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を塗布した後、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。
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他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、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開口部が配列されている。
After forming the antireflection film 4, as shown in FIG. 3 (25), a passivation layer forming composition is applied, and after drying, heat treatment (baking) is performed at a temperature of 300 ° C. to 900 ° C. Form.
FIG. 6 shows a schematic plan view of another example of the formation pattern of the passivation layer on the back surface. In the formation pattern of the passivation layer shown in FIG. 6, openings are arranged on the entire back surface, and 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又はライン状に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 or lines on the back surface (the portion where the passivation layer 5 is not formed). A + type diffusion 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 gas diffusion method 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 other portions 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、アルミニウムペーストを裏面全面又は開口部に塗布し、これを450℃〜900℃の温度で熱処理(焼成)し、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, an aluminum paste is applied to the entire back surface or the opening, and this is heat-treated (fired) at a temperature of 450 ° C. to 900 ° C. The p + type diffusion layer 10 is formed by diffusing aluminum, and then a heat treatment layer (baked product layer) made of an 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11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 each of 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 ° C. to 900 ° C. in the atmosphere, as shown in FIG. A light receiving surface collecting electrode 8 and a light receiving surface output extraction electrode 9 are formed on the light receiving 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>
本実施形態の太陽電池は、本実施形態の太陽電池素子の少なくとも1つを含む。本実施形態の太陽電池は、必要に応じて太陽電池素子の電極上に配線部材が配置されて構成される。つまり、本実施形態の太陽電池は、太陽電池素子と、太陽電池素子の電極上に配置される配線部材と、を有していてもよい。
本実施形態の太陽電池は更に必要に応じて、配線部材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。配線部材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 this embodiment includes at least one of the solar cell elements of this embodiment. The solar cell of this embodiment is configured by arranging a wiring member on the electrode of the solar cell element as necessary. That is, the solar cell of this embodiment may have a solar cell element and a wiring member disposed on the electrode of the solar cell element.
The solar cell of the present embodiment is configured by further connecting a plurality of solar cell elements via a wiring member as necessary, and further sealing with a sealing material. The wiring member and the sealing material are not particularly limited, and can be appropriately selected from those usually used in the technical field.

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.

(パッシベーション層形成用組成物1の調製)
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2.037g、アルミニウムエチルアセトアセテート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3.504g、チタンテトライソプロポキシド(和光純薬工業株式会社)を4.249g、テルピネオール(日本テルペン化学株式会社、TPOと略記することがある)を23.540g、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、テルソルブと略記することがある)を64.489g混合して5分間混練した後、純水を2.182g加えて更に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。
(Preparation of composition 1 for forming a passivation layer)
2.037 g of pentaethoxyniobium (Hokuko Chemical Co., Ltd., structural formula: Nb (OC 2 H 5 ) 5 , molecular weight: 318.2), aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate (Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., trade name: ALCH) 3.504 g, titanium tetraisopropoxide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 4.249 g, terpineol (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., sometimes abbreviated as TPO) 23.540 g, isobornylcyclo 64.489 g of hexanol (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., sometimes abbreviated as tersolve) is mixed and kneaded for 5 minutes, and then 2.182 g of pure water is added and further kneaded for 5 minutes to form a passivation layer forming composition 1 Was prepared.

(実施例1)
単結晶p型の半導体基板(156mm角、厚み200μm)の両面(受光面及び裏面)に、アルカリエッチングによりテクスチャー構造を形成した。次いで、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、900℃の温度で20分間処理し、受光面、裏面及び側面にn型拡散層を形成した。その後、サイドエッチングを行い、側面のリンシリケートガラス(PSG)層及びn型拡散層を除去し、フッ酸を含むエッチング溶液を用いて受光面及び裏面のPSG層を除去した。更に、裏面については別途エッチング処理を行い、裏面のn型拡散層を除去した。その後、受光面のn型拡散層上に窒化ケイ素からなる反射防止膜をプラズマCVD(PECVD)により約90nmの厚みとなるように形成した。 更に、裏面を80℃のNaOH水溶液に4分間浸漬させ、平坦化した。
Example 1
A texture structure was formed by alkali etching on both surfaces (light-receiving surface and back surface) of a single crystal p-type semiconductor substrate (156 mm square, thickness 200 μm). Next, treatment was performed at a temperature of 900 ° C. for 20 minutes in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen, and oxygen to form n + -type diffusion layers on the light-receiving surface, the back surface, and the side surfaces. Thereafter, side etching was performed to remove the side silicate glass (PSG) layer and the n + -type diffusion layer, and the PSG layer on the light-receiving surface and the back surface was removed using an etching solution containing hydrofluoric acid. Further, the back surface was separately etched to remove the n + -type diffusion layer on the back surface. Thereafter, an antireflection film made of silicon nitride was formed on the n + type diffusion layer on the light receiving surface so as to have a thickness of about 90 nm by plasma CVD (PECVD). Further, the back surface was immersed in an aqueous NaOH solution at 80 ° C. for 4 minutes to flatten the surface.

調製したパッシベーション層形成用組成物1を、印刷機(LZ−0913、ニューロング精密工業株式会社)を用いて印刷した。その後、パッシベーション層形成用組成物1を付与した半導体基板を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、半導体基板を800℃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(横型システム206A−M100型、光洋サーモシステム株式会社)を用いて、大気雰囲気下、最高温度800℃、保持時間10分間の条件で行った。またその時の半導体基板の断面を透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製 H−90000NAR)で観察した結果を図13に示す。
図13において、Siと記載された層は、半導体基板を示す。SiOxと記載された層は、酸化膜層を示す。Moxと記載された層は、パッシベーション層を示す。
酸化膜層の厚み(酸化膜膜厚)は、半導体基板の断面を透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製 H−90000NAR)で観察した結果から求めた。
The prepared composition 1 for forming a passivation layer was printed using a printing machine (LZ-0913, Neurong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.). Thereafter, the semiconductor substrate provided with the composition 1 for forming a passivation layer was heated at 150 ° C. for 5 minutes to dry the liquid medium by evaporating. Next, the semiconductor substrate was heat-treated (baked) at a temperature of 800 ° C. for 10 minutes and then allowed to cool at room temperature (25 ° C.). The heat treatment (firing) was performed using a diffusion furnace (horizontal system 206A-M100 type, Koyo Thermo System Co., Ltd.) under the conditions of the atmospheric temperature, maximum temperature 800 ° C., and holding time 10 minutes. Moreover, the result of having observed the cross section of the semiconductor substrate at that time with the transmission electron microscope (H-90000NAR made from Hitachi High-Technologies) is shown in FIG.
In FIG. 13, a layer described as Si indicates a semiconductor substrate. The layer described as SiOx indicates an oxide film layer. The layer described as Mox represents a passivation layer.
The thickness of the oxide film layer (oxide film thickness) was determined from the result of observing the cross section of the semiconductor substrate with a transmission electron microscope (H-90000NAR manufactured by Hitachi High-Technologies).

次いで、裏面保護膜として窒化ケイ素からなる反射防止膜をプラズマCVD(PECVD)により約130nmの厚みとなるように形成した。   Next, an antireflection film made of silicon nitride was formed as a back surface protection film by plasma CVD (PECVD) so as to have a thickness of about 130 nm.

開口部のパターン形成は、図5、図9及び図10に示すパターン状となるように行った。具体的には、裏面出力取出し電極(図11の符号7)が形成される部分の領域に、ライン状開口部では半導体基板が露出するようレーザーで開口した。ライン状開口部のパターンは、ライン幅(La)を40μm、ライン間隔(Lb)を700μmとした。   The pattern of the opening was formed so as to have the pattern shown in FIGS. Specifically, an opening was made with a laser so that the semiconductor substrate was exposed at the line-shaped opening in the region where the back surface output extraction electrode (reference numeral 7 in FIG. 11) was formed. The line-shaped opening pattern had a line width (La) of 40 μm and a line interval (Lb) of 700 μm.

次いで、半導体基板の裏面に市販のアルミニウム電極ペースト(PASE−1203、MONOCRYSTAl社)をスクリーン印刷法にて全面に付与した。これを150℃の温度で5分間加熱し、液状媒体を蒸散させることで乾燥処理を行った。   Next, a commercially available aluminum electrode paste (PASE-1203, MONOCRYSTAl) was applied to the entire back surface of the semiconductor substrate by screen printing. This was heated at a temperature of 150 ° C. for 5 minutes to evaporate the liquid medium, thereby performing a drying treatment.

次いで、半導体基板の受光面に市販の銀電極ペースト(PV−17F、デュポン株式会社)をスクリーン印刷法にて図4に示す電極パターンとなるように付与した。電極パターンは、120μm幅の受光面集電用電極と、1.5mm幅の受光面出力取出し電極とから構成されている。これを150℃の温度で5分間加熱し、液状媒体を蒸散させることで乾燥処理を行った。   Next, a commercially available silver electrode paste (PV-17F, DuPont) was applied to the light receiving surface of the semiconductor substrate so as to have the electrode pattern shown in FIG. 4 by screen printing. The electrode pattern is composed of a light receiving surface collecting electrode having a width of 120 μm and a light receiving surface output extraction electrode having a width of 1.5 mm. This was heated at a temperature of 150 ° C. for 5 minutes to evaporate the liquid medium, thereby performing a drying treatment.

なお、銀電極ペースト及びアルミニウム電極ペーストの印刷条件(スクリーン版のメッシュ、印刷速度及び印圧)は、熱処理(焼成)後の裏面出力取出し電極(銀電極、図11の符号7)及び裏面集電用電極(アルミニウム電極、図11の符号6)の厚みがそれぞれ20μmとなるように、適宜調整した。各電極ペーストの付与後、150℃の温度で5分間加熱し、液状媒体を蒸散させることで乾燥処理を行った。   The printing conditions (screen plate mesh, printing speed and printing pressure) of the silver electrode paste and the aluminum electrode paste were as follows: back surface output extraction electrode after heat treatment (firing) (silver electrode, symbol 7 in FIG. 11) and back surface current collection The thickness of the electrodes for use (aluminum electrode, symbol 6 in FIG. 11) was adjusted appropriately so as to be 20 μm. After the application of each electrode paste, drying was performed by heating at a temperature of 150 ° C. for 5 minutes to evaporate the liquid medium.

続いて、トンネル炉(1列搬送W/Bトンネル炉、株式会社ノリタケカンパニーリミテド)を用いて大気中雰囲気下、最高温度800℃、保持時間10秒の条件で熱処理(焼成)を行って、所望の電極が形成された太陽電池素子1を作製した。   Subsequently, heat treatment (firing) was performed using a tunnel furnace (single-line transport W / B tunnel furnace, Noritake Co., Ltd.) under atmospheric conditions at a maximum temperature of 800 ° C. and a holding time of 10 seconds. The solar cell element 1 in which the electrode was formed was produced.

(太陽電池の作製)
上記で得られた太陽電池素子1の受光面出力取出し電極及び裏面出力取出し電極の上に、配線部材(太陽電池用はんだめっき平角線、製品名:SSA−TPS 0.2×1.5(20)、厚み0.2mm×幅1.5mmの銅線にSn−Ag−Cu系鉛フリーはんだを片面あたり最大20μmの厚みでめっきした仕様、日立金属株式会社)を配置し、タブ線接続装置(NTS−150−M、Tabbing & Stringing Machine、株式会社エヌピーシー)を用い、最高温度250℃、保持時間10秒の条件ではんだを溶融させることで、上記配線部材と受光面出力取出し電極及び裏面出力取出し電極とを接続した。
(Production of solar cells)
On the light-receiving surface output extraction electrode and the back surface output extraction electrode of the solar cell element 1 obtained above, a wiring member (solder-plated rectangular wire for solar cell, product name: SSA-TPS 0.2 × 1.5 (20 ), A copper wire with a thickness of 0.2 mm x a width of 1.5 mm, a Sn-Ag-Cu-based lead-free solder plated with a maximum thickness of 20 μm per side, Hitachi Metals, Ltd.), and a tab wire connection device ( NTS-150-M, Tabbing & Stringing Machine, NPC Co., Ltd.) and melting the solder under the conditions of a maximum temperature of 250 ° C. and a holding time of 10 seconds, the wiring member, the light receiving surface output extraction electrode, and the back surface output The extraction electrode was connected.

その後、ガラス板(白板強化ガラス3KWE33、旭硝子株式会社)、封止材(エチレンビニルアセテート;EVA)、及びバックシートを用いて、図12に示す構造の太陽電池1を作製した。具体的には、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をこの順に重ね合わせ、これを真空ラミネータ(LM−50×50、株式会社エヌピーシー)を用いて、配線部材13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し、太陽電池1を作製した。   Then, the solar cell 1 of the structure shown in FIG. 12 was produced using the glass plate (white plate tempered glass 3KWE33, Asahi Glass Co., Ltd.), the sealing material (ethylene vinyl acetate; EVA), and the back sheet. Specifically, the solar cell element 12 to which the glass plate 16, the sealing material 14, and the wiring member 13 are connected, the sealing material 14 and the back sheet 15 are superposed in this order, and this is laminated with a vacuum laminator (LM-50 × 50, The solar cell 1 was produced by vacuum lamination at 140 ° C. for 5 minutes so that a part of the wiring member 13 was exposed.

作製した太陽電池1の太陽電池特性(発電性能)の評価は、擬似太陽光(WXS−155S−10、株式会社ワコム電創)と、電圧−電流(I−V)評価測定器(I−V CURVE TRACER MP−180、英弘精機株式会社)の測定装置を組み合わせて行った。太陽電池としての発電性能を示すJsc(短絡電流)、Voc(開放電圧)、F.F.(曲線因子)、η(変換効率)は、それぞれJIS−C−8913(2005年度)及びJIS−C−8914(2005年度)に準拠して測定を行って得られたものである。得られた測定値を、後に示す比較例1で作製した、ALD法により形成される酸化アルミニウム(Al)のパッシベーション層を有する太陽電池(太陽電池C1)の測定値を100.0とした相対値に換算した。得られた結果を表1に示す。 Evaluation of the solar cell characteristics (power generation performance) of the produced solar cell 1 includes pseudo-sunlight (WXS-155S-10, Wacom Electric Co., Ltd.) and a voltage-current (IV) evaluation measuring instrument (IV). CURVE TRACER MP-180, Hidehiro Seiki Co., Ltd.) was used in combination. Jsc (short circuit current), Voc (open voltage), F. F. (Curve factor) and η (conversion efficiency) are obtained by measuring in accordance with JIS-C-8913 (2005) and JIS-C-8914 (2005), respectively. The measured value of the solar cell (solar cell C1) having a passivation layer of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) formed by the ALD method, which was prepared in Comparative Example 1 shown later, is 100.0. The relative value was converted. The obtained results are shown in Table 1.

<実施例2>
実施例1において、基板平坦化した後に酸化膜層を形成し、それ以外は実施例1と同様にした。具体的には、拡散炉(横型システム206A−M100型、光洋サーモシステム株式会社)を用いて、酸素雰囲気下、550℃で20分間加熱し、酸化膜層を形成し、太陽電池2を作製した。実施例1と同様にして評価した評価結果を、表1に示す。
<Example 2>
In Example 1, the oxide film layer was formed after the substrate was planarized, and the rest was the same as Example 1. Specifically, using a diffusion furnace (horizontal system 206A-M100 type, Koyo Thermo System Co., Ltd.), heating was performed at 550 ° C. for 20 minutes in an oxygen atmosphere to form an oxide film layer, thereby producing solar cell 2. . Table 1 shows the evaluation results evaluated in the same manner as in Example 1.

<比較例1>
実施例1において、基板平坦化した後に酸化膜層を形成し、その後パッシベーション層形成用組成物を付与する代わりにALD法により酸化アルミニウム層を形成した。具体的には、拡散炉(横型システム206A−M100型、光洋サーモシステム株式会社)を用いて、酸素雰囲気下、550℃で20分間加熱し、酸化膜層を形成した。その後、ALD法により酸化アルミニウム層を形成し、同拡散炉を用いて700℃で20分間加熱した。 酸化膜層とALD法による酸化アルミニウム層の形成以外は実施例1と同様にして、太陽電池C1を作製した。実施例1と同様にして評価した評価結果を、表1に示す。
<Comparative Example 1>
In Example 1, an oxide film layer was formed after planarizing the substrate, and then an aluminum oxide layer was formed by ALD instead of applying a passivation layer forming composition. Specifically, using a diffusion furnace (horizontal system 206A-M100 type, Koyo Thermo System Co., Ltd.), an oxide film layer was formed by heating at 550 ° C. for 20 minutes in an oxygen atmosphere. Thereafter, an aluminum oxide layer was formed by ALD, and heated at 700 ° C. for 20 minutes using the same diffusion furnace. A solar cell C1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxide film layer and the aluminum oxide layer were formed by the ALD method. Table 1 shows the evaluation results evaluated in the same manner as in Example 1.

<比較例2>
比較例1において、基板平坦化した後に酸化膜層を形成せずに、それ以外は比較例1と同様にして、太陽電池C2を作製した。実施例1と同様にして評価した評価結果を、表1に示す。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 1, a solar cell C2 was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the oxide film layer was not formed after the substrate was flattened. Table 1 shows the evaluation results evaluated in the same manner as in Example 1.

実施例1と実施例2とを対比すると、酸化膜形成プロセスがない実施例1の方が高い特性を示す。一方比較例では、酸化膜形成プロセスがない比較例2の方が酸化膜形成プロセスがある比較例1よりも低い特性を示す。また、図13から実施例1では酸化膜層が形成されていることが確認できる。このことから、本実施形態に係るパッシベーション層形成用組成物を用いることで酸化膜形成プロセスがなくても酸化膜を形成することができることがわかる。   Comparing Example 1 and Example 2, Example 1 without the oxide film formation process shows higher characteristics. On the other hand, in the comparative example, the comparative example 2 without the oxide film formation process shows lower characteristics than the comparative example 1 with the oxide film formation process. Further, it can be confirmed from FIG. 13 that the oxide film layer is formed in Example 1. From this, it can be seen that the oxide film can be formed without the oxide film formation process by using the passivation layer forming composition according to the present embodiment.

以上から、本実施形態の太陽電池素子の製造方法によれば、簡易な方法で酸化膜層を形成可能なパッシベーション層及び酸化膜層を有する太陽電池素子を得ることができる。   As mentioned above, according to the manufacturing method of the solar cell element of this embodiment, the solar cell element which has a passivation layer and an oxide film layer which can form an oxide film layer by a simple method can be obtained.

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:パッシベーション層、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 (phosphorus silicate glass) layer, 4: antireflection film, 5: passivation layer, 6: aluminum electrode paste, or heat-treated (fired) Back surface collecting aluminum electrode, 7: Back surface output extraction electrode paste, or back surface output extraction electrode obtained by heat treatment (baking), 8: Light receiving surface current collection electrode paste, or light receiving surface current collection obtained by heat treatment (firing) Electrode: 9: light receiving surface output extraction electrode paste, or light receiving surface output extraction electrode obtained by heat treatment (baking), 10: p + type diffusion layer, 11: aluminum electrode for backside 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)で表される化合物を含む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工程と、
前記パッシベーション層形成用組成物を熱処理する工程と、を含む、
パッシベーション層及び酸化膜層を有する太陽電池素子の製造方法。
M(OR (I)
[一般式(I)中、MはAl、Nb、Ta、VO、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。]
Applying a passivation layer forming composition containing a compound represented by the following general formula (I) on a semiconductor substrate;
Heat-treating the composition for forming a passivation layer,
The manufacturing method of the solar cell element which has a passivation layer and an oxide film layer.
M (OR 1 ) m (I)
[In General Formula (I), M represents at least one selected from the group consisting of Al, Nb, Ta, VO, Y, and Hf. R 1 independently represents an alkyl group or an aryl group. m represents an integer of 1 to 5. ]
前記パッシベーション層形成用組成物が、水を含む、請求項1に記載の太陽電池素子の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell element according to claim 1, wherein the composition for forming a passivation layer contains water. 前記パッシベーション層形成用組成物が、前記一般式(I)で表される化合物の加水分解物を含む、請求項1又は請求項2に記載の太陽電池素子の製造方法。   The manufacturing method of the solar cell element of Claim 1 or Claim 2 in which the said composition for passivation layer formation contains the hydrolyzate of the compound represented by the said general formula (I). 前記パッシベーション層形成用組成物が、前記一般式(I)で表される化合物以外の酸素原子を分子構造中に有する化合物を更に含む、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池素子の製造方法。   4. The composition according to claim 1, wherein the composition for forming a passivation layer further comprises a compound having an oxygen atom other than the compound represented by the general formula (I) in the molecular structure. Manufacturing method of solar cell element. 前記酸素原子を分子構造中に有する化合物が、下記一般式(II)で表される化合物を含む、請求項4に記載の太陽電池素子の製造方法。

[一般式(II)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。]
The manufacturing method of the solar cell element of Claim 4 with which the compound which has the said oxygen atom in molecular structure contains the compound represented by the following general formula (II).

[In General Formula (II), 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. ]
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の太陽電池素子の製造方法によって得られる太陽電池素子。   The solar cell element obtained by the manufacturing method of the solar cell element of any one of Claims 1-5. 請求項6に記載の太陽電池素子を含む太陽電池。   A solar cell comprising the solar cell element according to claim 6.
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