JP2018186278A - Method of manufacturing solar cell - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a solar cell capable of forming a protective film having excellent characteristics and capable of manufacturing a solar cell having excellent efficiency.SOLUTION: The method of manufacturing a solar cell includes a step of forming a protective film 20 as an insulating film on a semiconductor substrate 10 including a base region 110 made of crystalline silicon having a first conductivity type. A step of forming the protective film includes a step of performing a heat treatment at a heat treatment temperature of 600°C or higher in a gas atmosphere containing a halogen gas having a halogen element.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関し、より詳細には、半導体基板上又は導電型領域上に形成される保護膜を備える太陽電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell, and more particularly to a method for manufacturing a solar cell including a protective film formed on a semiconductor substrate or a conductive type region.

最近、石油や石炭などの既存のエネルギー資源の枯渇が予想されながら、これらに取って代わる代替エネルギーに対する関心が高まっている。その中でも、太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる次世代の電池として脚光を浴びている。   Recently, there is a growing interest in alternative energy to replace existing energy resources such as oil and coal. Among them, solar cells are in the spotlight as next-generation batteries that convert solar energy into electrical energy.

このような太陽電池は、多様な層及び電極を設計によって形成することによって製造することができる。このような多様な層及び電極の設計によって太陽電池の効率を決定することができる。太陽電池の商用化のためには低い効率を克服しなければならないので、多様な層及び電極が太陽電池の効率を最大化できるように製造されることが要求される。   Such solar cells can be manufactured by forming various layers and electrodes by design. The efficiency of the solar cell can be determined by such various layer and electrode designs. Since low efficiencies must be overcome for commercialization of solar cells, it is required that various layers and electrodes be manufactured to maximize the efficiency of the solar cell.

一例として、太陽電池では、半導体基板又は半導体層をパッシベートし、物理的に保護し、電気的に絶縁するために多様な保護膜を形成する。このような保護膜は、熱酸化法、蒸着法などによって形成することができる。熱酸化法によって形成された保護膜は、厚さを精密に制御することが難しく、優れた膜特性を有することが困難であり得る。そして、蒸着法は、保護膜を構成する元素を含む原料気体、及び必要に応じてキャリア気体を含む雰囲気で行われる。ところが、原料気体、キャリア気体などの基本的な気体のみを使用して形成された保護膜は、界面トラップ密度(interface trap density)が高く、半導体基板又は半導体層をパッシベートするパッシベーション特性に優れていない場合がある。これによって、優れた特性を有する保護膜を形成する製造方法が要求される。   As an example, in a solar cell, various protective films are formed to passivate, physically protect, and electrically insulate a semiconductor substrate or semiconductor layer. Such a protective film can be formed by a thermal oxidation method, a vapor deposition method, or the like. The protective film formed by the thermal oxidation method can be difficult to precisely control the thickness, and it can be difficult to have excellent film characteristics. And the vapor deposition method is performed in the atmosphere containing the source gas containing the element which comprises a protective film, and the carrier gas as needed. However, a protective film formed using only a basic gas such as a source gas or a carrier gas has a high interface trap density and does not have excellent passivation characteristics for passivating a semiconductor substrate or semiconductor layer. There is a case. Accordingly, a manufacturing method for forming a protective film having excellent characteristics is required.

本発明は、優れた特性を有する保護膜を形成し、優れた効率を有する太陽電池を製造できる太陽電池の製造方法を提供しようとする。   The present invention seeks to provide a method for manufacturing a solar cell, which can form a protective film having excellent characteristics and can manufacture a solar cell having excellent efficiency.

本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法は、第1導電型を有する結晶質シリコンで構成されたベース領域を含む半導体基板上に絶縁膜として保護膜を形成する段階を含む。前記保護膜を形成する段階は、ハロゲン元素を有するハロゲン気体を含む気体雰囲気で600℃以上の熱処理温度で熱処理する工程を含む。   A method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention includes a step of forming a protective film as an insulating film on a semiconductor substrate including a base region made of crystalline silicon having a first conductivity type. The step of forming the protective film includes a step of performing heat treatment at a heat treatment temperature of 600 ° C. or higher in a gas atmosphere containing a halogen gas containing a halogen element.

本発明の実施例によると、特定の温度及び気体雰囲気で行われる熱処理工程を含む方法で制御パッシベーション層、パッシベーション膜などの保護膜を形成し、保護膜の特性及び品質を向上させることができる。これによって、太陽電池の効率を向上させることができる。そして、形成された保護膜は、後続して高温で行われる工程で優れた品質及び特性をそのまま維持することができ、工程安定性を向上させることができる。   According to the embodiment of the present invention, a protective film such as a control passivation layer and a passivation film can be formed by a method including a heat treatment process performed at a specific temperature and gas atmosphere, and the characteristics and quality of the protective film can be improved. Thereby, the efficiency of the solar cell can be improved. And the formed protective film can maintain the quality and characteristic which were excellent in the process performed at high temperature after that, and can improve process stability.

本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of the solar cell manufactured by the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. 図1に示した太陽電池の部分後面平面図である。FIG. 2 is a partial rear plan view of the solar cell shown in FIG. 1. 本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. 本実施例に係る太陽電池の製造方法において熱処理工程を行える熱処理装置の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the heat processing apparatus which can perform the heat processing process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on a present Example. 本発明の一実施例に係る太陽電池の製造方法における熱処理工程の温度サイクルを示した図である。It is the figure which showed the temperature cycle of the heat processing process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on one Example of this invention. 本発明の変形例に係る太陽電池の製造方法における制御パッシベーション層の形成段階を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the formation step of the control passivation layer in the manufacturing method of the solar cell which concerns on the modification of this invention. 本発明の変形例に係る太陽電池の製造方法における制御パッシベーション層の形成段階を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the formation step of the control passivation layer in the manufacturing method of the solar cell which concerns on the modification of this invention. 本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の他の例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the other example of the solar cell manufactured by the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. 図7に示した太陽電池の概略的な平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the solar cell shown in FIG. 7. 本発明の他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the other Example of this invention. 本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the further another Example of this invention. 本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the further another Example of this invention. 本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the further another Example of this invention. 本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the solar cell which concerns on the further another Example of this invention. 実験例1に係る太陽電池の光ルミネセンス(PL)写真である。2 is a photoluminescence (PL) photograph of a solar cell according to Experimental Example 1. FIG. 比較例1に係る太陽電池のPL写真である。5 is a PL photograph of a solar cell according to Comparative Example 1. 比較例2に係る太陽電池のPL写真である。10 is a PL photograph of a solar cell according to Comparative Example 2. 実験例1及び比較例1に係る太陽電池の暗示開放電圧(implied Voc)を測定した結果を示したグラフである。5 is a graph showing results of measuring implicit open voltage (implied Voc) of solar cells according to Experimental Example 1 and Comparative Example 1. 実験例1及び2、及び比較例1によって製造された太陽電池に対して900℃の温度で追加的な熱処理を行った後で暗示開放電圧を測定した結果を示したグラフである。6 is a graph showing a result of measuring an implicit open-circuit voltage after performing additional heat treatment at a temperature of 900 ° C. on solar cells manufactured according to Experimental Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. FIG.

以下では、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明がこのような実施例に限定されることはなく、多様な形態に変形可能であることは当然である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and can naturally be modified into various forms.

図面では、本発明を明確かつ簡略に説明するために説明と関係のない部分の図示を省略し、明細書全体にわたって同一又は極めて類似する部分に対しては同一の図面参照符号を使用する。そして、図面では、説明をより明確にするために厚さ及び広さなどを拡大又は縮小して図示したが、本発明の厚さ及び広さなどは、図面に図示したものに限定されない。   In the drawings, illustration of portions not related to the description is omitted for the sake of clarity and simplicity, and the same reference numerals are used for the same or very similar portions throughout the specification. In the drawings, the thickness and the width are illustrated in an enlarged or reduced manner for the sake of clarity, but the thickness and the width of the present invention are not limited to those illustrated in the drawings.

そして、明細書全体において、一つの部分が他の部分を「含む」とするとき、特別に反対の記載がない限り、他の部分を排除するのではなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あるとするとき、これは、他の部分の「直ぐ上に」ある場合のみならず、その中間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「直ぐ上に」あるとするときは、中間に他の部分が位置しないことを意味する。   In the entire specification, when one part “includes” another part, it is possible to further include another part instead of excluding the other part unless specifically stated to the contrary. . In addition, when a part such as a layer, a film, a region, or a plate is “on” another part, this is not only when it is “immediately above” the other part, Including the case where it is located. When a part such as a layer, a film, a region, or a plate is “immediately above” another part, it means that the other part is not located in the middle.

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を説明する。本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を先に説明した後、本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. An example of a solar cell manufactured by a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described first, and then a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described.

図1は、本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を示した断面図で、図2は、図1に示した太陽電池の部分後面平面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a solar cell manufactured by a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial rear plan view of the solar cell shown in FIG.

図1及び図2を参照すると、本実施例に係る太陽電池100は、ベース領域110を含む半導体基板10と、半導体基板10に又は半導体基板10上に形成される導電型領域32、34と、導電型領域32、34に連結される電極42、44と、半導体基板10上に形成(一例として、接触)される保護膜とを含む。本実施例では、半導体基板10上に位置する制御パッシベーション層20が上述した保護膜を構成し、導電型領域32、34を含む半導体層30が制御パッシベーション層20上に位置する場合を例示した。ここで、半導体層30は、第1導電型を有する第1導電型領域32、及び第2導電型を有する第2導電型領域34を含む導電型領域32、34を含み、第1導電型領域32と第2導電型領域34との間に位置し、真性を有するバリア領域36を含むことができる。そして、電極42、44は、第1導電型領域32に連結される第1電極42、及び第2導電型領域34に連結される第2電極44を含むことができる。そして、太陽電池100は、前面パッシベーション膜24、反射防止膜26及び後面パッシベーション膜40などの他の保護膜をさらに含むことができる。ここで、保護膜は、半導体基板10又は導電型領域32、34を保護する絶縁膜であり得る。以下では、これをより詳細に説明する。   1 and 2, a solar cell 100 according to the present embodiment includes a semiconductor substrate 10 including a base region 110, and conductivity type regions 32 and 34 formed on or on the semiconductor substrate 10, It includes electrodes 42 and 44 connected to conductive type regions 32 and 34 and a protective film formed (contacted as an example) on semiconductor substrate 10. In this embodiment, the case where the control passivation layer 20 located on the semiconductor substrate 10 constitutes the protective film described above, and the semiconductor layer 30 including the conductivity type regions 32 and 34 is located on the control passivation layer 20 is exemplified. Here, the semiconductor layer 30 includes conductivity type regions 32 and 34 including a first conductivity type region 32 having a first conductivity type and a second conductivity type region 34 having a second conductivity type. An intrinsic barrier region 36 may be included between the first conductive type region 32 and the second conductivity type region 34. The electrodes 42 and 44 may include a first electrode 42 connected to the first conductivity type region 32 and a second electrode 44 connected to the second conductivity type region 34. The solar cell 100 may further include other protective films such as the front passivation film 24, the antireflection film 26, and the rear passivation film 40. Here, the protective film may be an insulating film that protects the semiconductor substrate 10 or the conductive regions 32 and 34. This will be described in more detail below.

半導体基板10は、第2導電型ドーパントを相対的に低いドーピング濃度で含み、第2導電型を有するベース領域110を含むことができる。ベース領域110は、第2導電型ドーパントを含む結晶質半導体で構成することができる。一例として、ベース領域110は、第2導電型ドーパントを含む単結晶又は多結晶半導体(一例として、単結晶又は多結晶シリコン)で構成することができる。特に、ベース領域110は、第2導電型ドーパントを含む単結晶半導体(例えば、単結晶半導体ウェハー、より具体的には、半導体シリコンウェハー)で構成することができる。このように、高い結晶性のために欠陥が少ないベース領域110又は半導体基板10を基盤にすると、電気的特性に優れる。   The semiconductor substrate 10 may include a base region 110 that includes the second conductivity type dopant at a relatively low doping concentration and has the second conductivity type. The base region 110 can be composed of a crystalline semiconductor containing a second conductivity type dopant. For example, the base region 110 may be formed of a single crystal or a polycrystalline semiconductor (for example, single crystal or polycrystalline silicon) including the second conductivity type dopant. In particular, the base region 110 can be composed of a single crystal semiconductor (for example, a single crystal semiconductor wafer, more specifically, a semiconductor silicon wafer) including a second conductivity type dopant. Thus, when the base region 110 or the semiconductor substrate 10 having few defects due to high crystallinity is used as a base, the electrical characteristics are excellent.

第2導電型はp型又はn型であり得る。一例として、ベース領域110がn型を有すると、ベース領域110と光電変換によってキャリアを形成する接合(一例として、制御パッシベーション層20を挟んだpn接合)を形成するp型の第1導電型領域32を広く形成し、光電変換面積を増加させることができる。また、この場合は、広い面積を有する第1導電型領域32が、相対的に遅い移動速度を有する正孔を効果的に収集し、光電変換効率の向上にさらに寄与することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   The second conductivity type may be p-type or n-type. As an example, when the base region 110 has an n-type, a p-type first conductivity type region that forms a junction (for example, a pn junction sandwiching the control passivation layer 20) that forms carriers by photoelectric conversion with the base region 110. 32 can be formed widely and the photoelectric conversion area can be increased. Further, in this case, the first conductivity type region 32 having a large area can effectively collect holes having a relatively slow moving speed, and can further contribute to improvement in photoelectric conversion efficiency. However, the present invention is not limited to this.

そして、半導体基板10は、半導体基板10の前面側に位置する前面電界領域(又は電界領域)130を含むことができる。前面電界領域130は、ベース領域110と同一の導電型を有しながらベース領域110より高いドーピング濃度を有する領域であるので、一種の導電型領域又は不純物領域を構成することができる。   The semiconductor substrate 10 may include a front surface electric field region (or electric field region) 130 located on the front side of the semiconductor substrate 10. The front electric field region 130 is a region having the same conductivity type as that of the base region 110 but having a doping concentration higher than that of the base region 110. Therefore, a kind of conductivity type region or impurity region can be formed.

本実施例においては、前面電界領域130が、半導体基板10に第2導電型を有するドーパントを相対的に高いドーピング濃度でドープすることによって形成されたドーピング領域として構成された場合を例示した。これによって、前面電界領域130が第2導電型を有する結晶質(単結晶又は多結晶)半導体を含み、半導体基板10の一部を構成するようになる。一例として、前面電界領域130は、第2導電型を有する単結晶半導体基板(一例として、単結晶シリコンウェハー基板)の一部分を構成することができる。このとき、前面電界領域130のドーピング濃度は、同一の第2導電型を有する第2導電型領域34のドーピング濃度より小さくなり得る。   In the present embodiment, the case where the front electric field region 130 is configured as a doping region formed by doping the semiconductor substrate 10 with a dopant having the second conductivity type at a relatively high doping concentration is illustrated. As a result, the front surface electric field region 130 includes a crystalline (single crystal or polycrystalline) semiconductor having the second conductivity type, and constitutes a part of the semiconductor substrate 10. For example, the front surface electric field region 130 may constitute a part of a single crystal semiconductor substrate (for example, a single crystal silicon wafer substrate) having the second conductivity type. At this time, the doping concentration of the front electric field region 130 may be lower than the doping concentration of the second conductivity type region 34 having the same second conductivity type.

しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、半導体基板10と異なる別個の半導体層(例えば、非晶質半導体層、微結晶半導体層、又は多結晶半導体層)に第2導電型ドーパントをドープすることによって前面電界領域130を形成することもできる。又は、半導体基板10に隣接して形成された層(例えば、前面パッシベーション膜24及び/又は反射防止膜26)の固定電荷によってドープされたものと類似する役割をする領域が前面電界領域130を構成することもできる。例えば、ベース領域110がn型である場合は、前面パッシベーション膜24が固定負電荷を有する酸化物(例えば、アルミニウム酸化物)で構成され、ベース領域110の表面に反転領域(inversion layer)を形成し、これを電界領域として用いることができる。この場合は、半導体基板10が別途のドーピング領域を備えずにベース領域110のみで構成され、半導体基板10の欠陥を最小化することができる。その他の多様な方法により、多様な構造の前面電界領域130を形成することができる。   However, the present invention is not limited to this. Therefore, the front electric field region 130 is formed by doping the second conductive type dopant into a separate semiconductor layer (for example, an amorphous semiconductor layer, a microcrystalline semiconductor layer, or a polycrystalline semiconductor layer) different from the semiconductor substrate 10. You can also. Alternatively, a region having a role similar to that of a layer formed adjacent to the semiconductor substrate 10 (for example, the front passivation film 24 and / or the antireflection film 26) doped with a fixed charge constitutes the front electric field region 130. You can also For example, when the base region 110 is n-type, the front passivation film 24 is made of an oxide having a fixed negative charge (for example, aluminum oxide), and an inversion layer is formed on the surface of the base region 110. However, this can be used as an electric field region. In this case, the semiconductor substrate 10 includes only the base region 110 without providing a separate doping region, and defects in the semiconductor substrate 10 can be minimized. The front surface electric field region 130 having various structures can be formed by various other methods.

本実施例において、半導体基板10の前面はテクスチャ(texturing)され、ピラミッドなどの形態の凹凸を有することができる。半導体基板10に形成されたテクスチャリング構造は、半導体の特定の結晶面(一例として、(111)面)に沿って形成された外面を有する一定の形状(一例として、ピラミッド形状)を有することができる。このようなテクスチャリングによって半導体基板10の前面などに凹凸が形成され、表面粗さが増加すると、半導体基板10の前面を介して入射される光の反射率を低下させることができる。したがって、ベース領域110と第1導電型領域32によって形成されたpn接合まで到逹する光の量を増加させることができ、光の損失を最小化することができる。   In this embodiment, the front surface of the semiconductor substrate 10 is textured and may have irregularities such as a pyramid. The texturing structure formed on the semiconductor substrate 10 may have a certain shape (for example, a pyramid shape) having an outer surface formed along a specific crystal plane (for example, (111) plane) of the semiconductor. it can. When unevenness is formed on the front surface of the semiconductor substrate 10 by such texturing and the surface roughness increases, the reflectance of light incident through the front surface of the semiconductor substrate 10 can be reduced. Therefore, the amount of light reaching the pn junction formed by the base region 110 and the first conductivity type region 32 can be increased, and the light loss can be minimized.

そして、半導体基板10の後面は、鏡面研磨などによって前面より低い表面粗さを有する相対的に滑らかで且つ平坦な面からなり得る。これは、本実施例のように、半導体基板10の後面側に第1及び第2導電型領域32、34が共に形成される場合、半導体基板10の後面の特性によって太陽電池100の特性が大きく変わり得るためである。これによって、半導体基板10の後面にはテクスチャリングによる凹凸を形成しないので、パッシベーション特性を向上させることができ、これによって太陽電池100の特性を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、場合に応じて、半導体基板10の後面にテクスチャリングによる凹凸を形成することもできる。その他の多様な変形も可能である。   The rear surface of the semiconductor substrate 10 may be a relatively smooth and flat surface having a lower surface roughness than the front surface by mirror polishing or the like. This is because when the first and second conductivity type regions 32 and 34 are formed on the rear surface side of the semiconductor substrate 10 as in this embodiment, the characteristics of the solar cell 100 are large due to the characteristics of the rear surface of the semiconductor substrate 10. Because it can change. As a result, the unevenness due to texturing is not formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10, so that the passivation characteristics can be improved, and thereby the characteristics of the solar cell 100 can be improved. However, the present invention is not limited to this, and unevenness by texturing can be formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10 according to circumstances. Various other variations are possible.

半導体基板10の後面上には、半導体基板10上に形成される保護膜として制御パッシベーション層20を形成することができる。一例として、制御パッシベーション層20は半導体基板10の後面に接触して形成され、構造を単純化することができる。そして、制御パッシベーション層20は、半導体基板10の後面に全体的に形成し、別途のパターニングなしで簡単な工程によって形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、制御パッシベーション層20の形状などは多様に変形可能である。   A control passivation layer 20 can be formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10 as a protective film formed on the semiconductor substrate 10. As an example, the control passivation layer 20 is formed in contact with the rear surface of the semiconductor substrate 10 to simplify the structure. The control passivation layer 20 is formed entirely on the rear surface of the semiconductor substrate 10 and can be formed by a simple process without additional patterning. However, the present invention is not limited to this, and the shape of the control passivation layer 20 can be variously modified.

制御パッシベーション層20は、導電型領域32、34のドーパントが半導体基板10に拡散されることを防止する拡散バリアとしての役割をすることができる。このような制御パッシベーション層20は、多数のキャリアが通過し得る多様な物質を含み得るが、一例として、酸化物及び窒化物などを含むことができる。特に、制御パッシベーション層20は、シリコン酸化物を含むシリコン酸化物層として構成することができる。これは、シリコン酸化物層が、パッシベーション特性に優れ、キャリアが移動しやすい膜であるためである。このような制御パッシベーション層20は、特定の条件で湿式化学(wet chemical)及び/又は熱酸化(thermal oxidation)によって形成された層であり得るが、これに対しては後でより詳細に説明する。   The control passivation layer 20 can serve as a diffusion barrier that prevents the dopants in the conductivity type regions 32 and 34 from diffusing into the semiconductor substrate 10. The control passivation layer 20 may include a variety of materials through which a large number of carriers can pass. For example, the control passivation layer 20 may include oxides and nitrides. In particular, the control passivation layer 20 can be configured as a silicon oxide layer containing silicon oxide. This is because the silicon oxide layer is a film having excellent passivation characteristics and allowing carriers to move easily. The control passivation layer 20 may be a layer formed by wet chemical and / or thermal oxidation under specific conditions, which will be described in more detail later. .

このとき、制御パッシベーション層20の厚さは、後面パッシベーション膜40の厚さより小さくなり得る。一例として、制御パッシベーション層20の厚さが5nm以下(より具体的には、2nm以下、一例として、1nm〜2nm)であり得る。制御パッシベーション層20の厚さTが5nmを超えると、キャリアの移動が円滑に起こらないので太陽電池100が作動しないおそれがある。キャリアの移動をより円滑にするための制御パッシベーション層20の厚さは2nm以下であり得る。このように制御パッシベーション層20の厚さが2nm以下に薄い厚さを有すると、キャリアの伝達を円滑にし、太陽電池100の充密度(fill factor、FF)を向上させることができる。制御パッシベーション層20の厚さが1nm未満であると、所望の品質の制御パッシベーション層20を形成することが困難であり得る。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、制御パッシベーション層20の厚さは多様な値を有することができる。   At this time, the thickness of the control passivation layer 20 may be smaller than the thickness of the rear surface passivation film 40. As an example, the thickness of the control passivation layer 20 may be 5 nm or less (more specifically, 2 nm or less, as an example, 1 nm to 2 nm). If the thickness T of the control passivation layer 20 exceeds 5 nm, the movement of carriers does not occur smoothly and the solar cell 100 may not operate. The thickness of the control passivation layer 20 for smoother carrier movement may be 2 nm or less. Thus, when the thickness of the control passivation layer 20 is as thin as 2 nm or less, carrier transmission can be facilitated and the charge density (fill factor, FF) of the solar cell 100 can be improved. If the thickness of the control passivation layer 20 is less than 1 nm, it may be difficult to form the control passivation layer 20 having a desired quality. However, the present invention is not limited to this, and the thickness of the control passivation layer 20 can have various values.

制御パッシベーション層20上には、導電型領域32、34を含む半導体層30が位置し得る。一例として、半導体層30は、制御パッシベーション層20に接触して形成され、構造を単純化することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   On the control passivation layer 20, the semiconductor layer 30 including the conductivity type regions 32 and 34 may be located. As an example, the semiconductor layer 30 is formed in contact with the control passivation layer 20, and the structure can be simplified. However, the present invention is not limited to this.

本実施例において、半導体層30は、第1導電型ドーパントを有して第1導電型を示す第1導電型領域32と、第2導電型ドーパントを有して第2導電型を示す第2導電型領域34とを含むことができる。第1導電型領域32と第2導電型領域34が制御パッシベーション層20上で同一の平面上に位置し得る。すなわち、第1導電型領域32と制御パッシベーション層20との間に他の層が位置せず、第2導電型領域34と制御パッシベーション層20との間に他の層が位置しない。第1及び第2導電型領域32、34と制御パッシベーション層20との間に他の層が挿入された場合は、挿入された層は、第1導電型領域32と制御パッシベーション層20との間と、第2導電型領域34と制御パッシベーション層20との間で同一の積層構造を有することができる。そして、第1導電型領域32と第2導電型領域34との間には、これらと同一の平面上にバリア領域36が位置し得る。   In this embodiment, the semiconductor layer 30 includes a first conductivity type region 32 having a first conductivity type and having a first conductivity type, and a second conductivity type having a second conductivity type dopant and having a second conductivity type. The conductive type region 34 may be included. The first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 may be located on the same plane on the control passivation layer 20. That is, no other layer is located between the first conductivity type region 32 and the control passivation layer 20, and no other layer is located between the second conductivity type region 34 and the control passivation layer 20. When another layer is inserted between the first and second conductivity type regions 32 and 34 and the control passivation layer 20, the inserted layer is between the first conductivity type region 32 and the control passivation layer 20. And the second conductive type region 34 and the control passivation layer 20 may have the same stacked structure. And between the 1st conductivity type area | region 32 and the 2nd conductivity type area | region 34, the barrier area | region 36 can be located on the same plane as these.

第1導電型領域32は、ベース領域110と制御パッシベーション層20を挟んでpn接合(又はpnトンネル接合)を形成し、光電変換によってキャリアを生成するエミッタ領域を構成する。   The first conductivity type region 32 forms a pn junction (or pn tunnel junction) with the base region 110 and the control passivation layer 20 interposed therebetween, and constitutes an emitter region that generates carriers by photoelectric conversion.

このとき、第1導電型領域32は、ベース領域110と反対の第1導電型ドーパントを含む半導体(一例として、シリコン)を含むことができる。本実施例において、第1導電型領域32は、半導体基板10上(より明確には、制御パッシベーション層20上)で半導体基板10と別個に形成され、第1導電型ドーパントがドープされた半導体層として構成される。これによって、第1導電型領域32は、半導体基板10上に容易に形成できるように半導体基板10と異なる結晶構造を有する半導体層として構成することができる。例えば、第1導電型領域32は、蒸着などの多様な方法によって容易に製造できる非晶質半導体、微結晶半導体、又は多結晶半導体(一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、又は多結晶シリコン)などに第1導電型ドーパントをドープすることによって形成することができる。第1導電型ドーパントは、半導体層を形成する工程で半導体層に共に含まれてもよく、又は、半導体層を形成した後、熱拡散法及びイオン注入法などの多様なドーピング方法によって半導体層に含まれてもよい。   At this time, the first conductivity type region 32 may include a semiconductor (as an example, silicon) including a first conductivity type dopant opposite to the base region 110. In this embodiment, the first conductivity type region 32 is formed separately from the semiconductor substrate 10 on the semiconductor substrate 10 (more specifically, on the control passivation layer 20), and is a semiconductor layer doped with the first conductivity type dopant. Configured as Thus, the first conductivity type region 32 can be configured as a semiconductor layer having a crystal structure different from that of the semiconductor substrate 10 so as to be easily formed on the semiconductor substrate 10. For example, the first conductivity type region 32 may be an amorphous semiconductor, a microcrystalline semiconductor, or a polycrystalline semiconductor (for example, amorphous silicon, microcrystalline silicon, or polycrystalline that can be easily manufactured by various methods such as vapor deposition. Silicon) or the like can be formed by doping the first conductivity type dopant. The first conductivity type dopant may be included in the semiconductor layer in the step of forming the semiconductor layer, or after forming the semiconductor layer, the first conductivity type dopant may be added to the semiconductor layer by various doping methods such as a thermal diffusion method and an ion implantation method. May be included.

このとき、第1導電型領域32は、ベース領域110と反対の導電型を示すことができる第1導電型ドーパントを含むことができる。すなわち、第1導電型ドーパントがp型である場合は、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)などの3族元素を使用することができる。第1導電型ドーパントがn型である場合は、リン(P)、ヒ素(As)、ビズマス(Bi)、アンチモン(Sb)などの5族元素を使用することができる。一例として、第1導電型ドーパントはp型を有するボロン(B)であり得る。   At this time, the first conductivity type region 32 may include a first conductivity type dopant capable of exhibiting a conductivity type opposite to that of the base region 110. That is, when the first conductivity type dopant is p-type, Group 3 elements such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In) can be used. When the first conductivity type dopant is n-type, Group 5 elements such as phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb) can be used. As an example, the first conductivity type dopant may be boron (B) having a p-type.

第2導電型領域34は、後面電界(back surface field)を形成し、半導体基板10の表面(より正確には、半導体基板10の後面)で再結合によってキャリアが損失することを防止する後面電界領域を構成する。   The second conductivity type region 34 forms a back surface field and prevents the loss of carriers due to recombination on the surface of the semiconductor substrate 10 (more precisely, the back surface of the semiconductor substrate 10). Configure the area.

このとき、第2導電型領域34は、ベース領域110と同一の第2導電型ドーパントを含む半導体(一例として、シリコン)を含むことができる。本実施例では、第2導電型領域34は、半導体基板10上(より明確には、制御パッシベーション層20上)で半導体基板10と別個に形成され、第2導電型ドーパントがドープされた半導体層として構成される。これによって、第2導電型領域34は、半導体基板10上に容易に形成できるように半導体基板10と異なる結晶構造を有する半導体層として構成することができる。例えば、第2導電型領域34は、蒸着などの多様な方法によって容易に製造できる非晶質半導体、微結晶半導体、又は多結晶半導体(一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、又は多結晶シリコン)などに第2導電型ドーパントをドープすることによって形成することができる。第2導電型ドーパントは、半導体層を形成する工程で半導体層に共に含まれてもよく、又は、半導体層を形成した後、熱拡散法及びイオン注入法などの多様なドーピング方法によって半導体層に含まれてもよい。   At this time, the second conductivity type region 34 may include a semiconductor (as an example, silicon) containing the same second conductivity type dopant as the base region 110. In this embodiment, the second conductivity type region 34 is formed separately from the semiconductor substrate 10 on the semiconductor substrate 10 (more specifically, on the control passivation layer 20), and is a semiconductor layer doped with the second conductivity type dopant. Configured as Thus, the second conductivity type region 34 can be configured as a semiconductor layer having a crystal structure different from that of the semiconductor substrate 10 so as to be easily formed on the semiconductor substrate 10. For example, the second conductivity type region 34 may be an amorphous semiconductor, a microcrystalline semiconductor, or a polycrystalline semiconductor (for example, amorphous silicon, microcrystalline silicon, or polycrystalline, which can be easily manufactured by various methods such as vapor deposition. Silicon) or the like can be formed by doping the second conductivity type dopant. The second conductivity type dopant may be included in the semiconductor layer in the step of forming the semiconductor layer. Alternatively, after the semiconductor layer is formed, the second conductivity type dopant may be added to the semiconductor layer by various doping methods such as a thermal diffusion method and an ion implantation method. May be included.

このとき、第2導電型領域34は、ベース領域110と同一の導電型を示すことができる第2導電型ドーパントを含むことができる。すなわち、第2導電型ドーパントがn型である場合は、リン(P)、ヒ素(As)、ビズマス(Bi)、アンチモン(Sb)などの5族元素を使用することができる。第2導電型ドーパントがp型である場合は、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)などの3族元素を使用することができる。一例として、第2導電型ドーパントがn型を有するリン(P)であり得る。   At this time, the second conductivity type region 34 may include a second conductivity type dopant capable of exhibiting the same conductivity type as the base region 110. That is, when the second conductivity type dopant is n-type, Group 5 elements such as phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb) can be used. When the second conductivity type dopant is p-type, a Group 3 element such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or indium (In) can be used. As an example, the second conductivity type dopant may be phosphorus (P) having n-type.

そして、第1導電型領域32と第2導電型領域34との間にバリア領域36が位置し、このバリア領域36によって第1導電型領域32と第2導電型領域34とを互いに離隔させる。第1導電型領域32と第2導電型領域34が互いに接触する場合はシャント(shunt)が発生し、太陽電池100の性能を低下させ得る。これによって、本実施例では、第1導電型領域32と第2導電型領域34との間にバリア領域36を位置させ、不要なシャントを防止することができる。   A barrier region 36 is located between the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34, and the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 are separated from each other by the barrier region 36. When the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 are in contact with each other, a shunt is generated, and the performance of the solar cell 100 may be deteriorated. Thus, in this embodiment, the barrier region 36 is positioned between the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34, and unnecessary shunts can be prevented.

バリア領域36は、第1導電型領域32と第2導電型領域34との間でこれらを実質的に絶縁できる多様な物質を含むことができる。すなわち、バリア領域36には、ドープされていない(すなわち、アンドープ)絶縁物質(一例として、酸化物、窒化物)などを使用することができる。又は、バリア領域36が真性(intrinsic)半導体を含むこともできる。このとき、第1導電型領域32及び第2導電型領域34とバリア領域36は、互いに側面が接触しながら連続的に形成される同一の半導体(一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン)で構成され、バリア領域36は実質的にドーパントを含まないi型(真性)半導体物質であり得る。一例として、半導体物質を含む半導体層を形成した後、半導体層の一部領域に第1導電型ドーパントをドープすることによって第1導電型領域32を形成し、他の領域の一部に第2導電型ドーパントをドープすることによって第2導電型領域34を形成すると、第1導電型領域32及び第2導電型領域34が形成されていない領域がバリア領域36を構成するようになる。これによると、第1導電型領域32、第2導電型領域34及びバリア領域36の製造方法を単純化することができる。   The barrier region 36 may include various materials that can substantially insulate between the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34. That is, for the barrier region 36, an undoped (that is, undoped) insulating material (for example, an oxide or a nitride) can be used. Alternatively, the barrier region 36 may include an intrinsic semiconductor. At this time, the first conductive type region 32, the second conductive type region 34, and the barrier region 36 are formed of the same semiconductor (for example, amorphous silicon, microcrystalline silicon, The barrier region 36 may be an i-type (intrinsic) semiconductor material that is substantially free of dopants. As an example, after a semiconductor layer containing a semiconductor material is formed, a first conductivity type region 32 is formed by doping a first conductivity type dopant in a partial region of the semiconductor layer, and a second region is formed in a part of the other region. When the second conductivity type region 34 is formed by doping the conductivity type dopant, a region where the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 are not formed constitutes the barrier region 36. According to this, the manufacturing method of the 1st conductivity type area | region 32, the 2nd conductivity type area | region 34, and the barrier area | region 36 can be simplified.

しかし、本発明がこれに限定されることはない。よって、バリア領域36を第1導電型領域32及び第2導電型領域34と別途に形成した場合は、バリア領域36の厚さが第1導電型領域32及び第2導電型領域34の厚さと異なり得る。一例として、第1導電型領域32及び第2導電型領域34のショートをより効果的に防止するために、バリア領域36が第1導電型領域32及び第2導電型領域34より厚い厚さを有することもできる。又は、バリア領域36を形成するための原料を節減するために、バリア領域36の厚さを第1導電型領域32及び第2導電型領域34の厚さより小さくすることもできる。その他の多様な変形が可能であることは当然である。また、バリア領域36の基本構成物質が第1導電型領域32及び第2導電型領域34と異なる物質を含むこともできる。   However, the present invention is not limited to this. Therefore, when the barrier region 36 is formed separately from the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34, the thickness of the barrier region 36 is equal to the thickness of the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34. Can be different. As an example, in order to prevent the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 from being short-circuited more effectively, the barrier region 36 is thicker than the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34. You can also have it. Alternatively, the thickness of the barrier region 36 can be made smaller than the thickness of the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 in order to save the raw material for forming the barrier region 36. Naturally, various other modifications are possible. In addition, the basic constituent material of the barrier region 36 may include a material different from the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34.

そして、本実施例では、バリア領域36が第1導電型領域32と第2導電型領域34との間を全体的に離隔させる場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、バリア領域36は、第1導電型領域32と第2導電型領域34の境界部分の一部のみを離隔させるように形成することもできる。これによると、第1導電型領域32と第2導電型領域34との間の境界の他の一部は互いに接触する場合もある。   In the present embodiment, the case where the barrier region 36 totally separates the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 is illustrated. However, the present invention is not limited to this. Therefore, the barrier region 36 can be formed so as to separate only a part of the boundary portion between the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34. According to this, other parts of the boundary between the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 may contact each other.

ここで、ベース領域110と同一の導電型を有する第2導電型領域34の面積より、ベース領域110と異なる導電型を有する第1導電型領域32の面積を広く形成することができる。これによって、ベース領域110と第1導電型領域32との間で制御パッシベーション層20を通じて形成されるpn接合をより広く形成することができる。このとき、ベース領域110及び第2導電型領域34がn型の導電型を有し、第1導電型領域32がp型の導電型を有する場合、広く形成された第1導電型領域32によって相対的に遅い移動速度を有する正孔を効果的に収集することができる。このような第1導電型領域32、第2導電型領域34及びバリア領域36の平面構造は、図2を参照して後で詳細に説明する。   Here, the area of the first conductivity type region 32 having a conductivity type different from that of the base region 110 can be formed wider than the area of the second conductivity type region 34 having the same conductivity type as the base region 110. As a result, a wider pn junction can be formed between the base region 110 and the first conductivity type region 32 through the control passivation layer 20. At this time, when the base region 110 and the second conductivity type region 34 have an n-type conductivity type and the first conductivity type region 32 has a p-type conductivity type, the first conductivity type region 32 formed widely Holes having a relatively slow moving speed can be collected effectively. The planar structure of the first conductivity type region 32, the second conductivity type region 34, and the barrier region 36 will be described in detail later with reference to FIG.

半導体基板10の後面において、第1及び第2導電型領域32、34及びバリア領域36上に後面パッシベーション膜40を形成することができる。一例として、後面パッシベーション膜40は第1及び第2導電型領域32、34及びバリア領域36に接触して形成され、構造を単純化することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   On the rear surface of the semiconductor substrate 10, the rear surface passivation film 40 can be formed on the first and second conductivity type regions 32 and 34 and the barrier region 36. As an example, the rear passivation film 40 is formed in contact with the first and second conductivity type regions 32 and 34 and the barrier region 36, so that the structure can be simplified. However, the present invention is not limited to this.

後面パッシベーション膜40は、導電型領域32、34と電極42、44との電気的連結のための開口部402、404を備える。開口部402、404は、第1導電型領域32と第1電極42との連結のための第1開口部402と、第2導電型領域34と第2電極44との連結のための第2開口部404とを備える。これによって、後面パッシベーション膜40は、第1導電型領域32及び第2導電型領域34が連結されてはならない電極(すなわち、第1導電型領域32の場合は第2電極44、第2導電型領域34の場合は第1電極42)と連結されることを防止する役割をする。また、後面パッシベーション膜40は、第1及び第2導電型領域32、34及び/又はバリア領域36をパッシベートするという効果を有することができる。   The rear surface passivation film 40 includes openings 402 and 404 for electrical connection between the conductivity type regions 32 and 34 and the electrodes 42 and 44. The openings 402 and 404 are a first opening 402 for connecting the first conductivity type region 32 and the first electrode 42, and a second for connecting the second conductivity type region 34 and the second electrode 44. And an opening 404. As a result, the rear surface passivation film 40 is not connected to the first conductive type region 32 and the second conductive type region 34 (that is, in the case of the first conductive type region 32, the second electrode 44, the second conductive type). In the case of the region 34, it serves to prevent connection with the first electrode 42). Further, the rear surface passivation film 40 may have an effect of passivating the first and second conductivity type regions 32 and 34 and / or the barrier region 36.

後面パッシベーション膜40は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化窒化物、シリコン炭化物、非晶質シリコンなどを含む単一膜又は多層膜であり得る。   The back surface passivation film 40 may be a single film or a multilayer film including silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon carbide, amorphous silicon, and the like.

半導体層30上で電極42、44が位置しない部分に後面パッシベーション膜40が位置し得る。後面パッシベーション膜40は、制御パッシベーション層20より厚い厚さを有することができる。これによって、絶縁特性及びパッシベーション特性を向上させることができる。その他の多様な変形が可能である。   The rear passivation film 40 may be located in a portion where the electrodes 42 and 44 are not located on the semiconductor layer 30. The rear passivation film 40 may have a thickness that is thicker than the control passivation layer 20. Thereby, insulation characteristics and passivation characteristics can be improved. Various other variations are possible.

一例として、本実施例において、前面パッシベーション膜24及び/又は反射防止膜26、後面パッシベーション膜40は、優れた絶縁特性及びパッシベーション特性などを有し得るようにドーパントなどを備えない場合がある。   As an example, in the present embodiment, the front passivation film 24 and / or the antireflection film 26 and the rear passivation film 40 may not include a dopant or the like so as to have excellent insulating characteristics and passivation characteristics.

半導体基板10の後面に位置する電極42、44は、第1導電型領域32に電気的及び物理的に連結される第1電極42と、第2導電型領域34に電気的及び物理的に連結される第2電極44とを含む。   The electrodes 42 and 44 located on the rear surface of the semiconductor substrate 10 are electrically and physically connected to the first electrode 42 and the second conductivity type region 34 that are electrically and physically connected to the first conductivity type region 32. And the second electrode 44.

このような第1及び第2電極42、44は多様な金属物質を含むことができる。そして、第1及び第2電極42、44は、互いに電気的に連結されないと共に、第1導電型領域32及び第2導電型領域34にそれぞれ連結され、生成されたキャリアを収集して外部に伝達できる多様な平面形状を有することができる。すなわち、本発明が第1及び第2電極42、44の平面形状に限定されることはない。   The first and second electrodes 42 and 44 may include various metal materials. The first and second electrodes 42 and 44 are not electrically connected to each other, and are connected to the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34, respectively, and collect generated carriers and transmit them to the outside. It can have various planar shapes. That is, the present invention is not limited to the planar shape of the first and second electrodes 42 and 44.

以下では、図1及び図2を参照して、第1導電型領域32、第2導電型領域34、バリア領域36、及び第1及び第2電極42、44の平面形状の一例を詳細に説明する。   Hereinafter, an example of the planar shape of the first conductivity type region 32, the second conductivity type region 34, the barrier region 36, and the first and second electrodes 42 and 44 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. To do.

図1及び図2を参照すると、本実施例では、第1導電型領域32と第2導電型領域34はそれぞれストライプ形状をなすように長く形成されながら、長さ方向と交差する方向で交互に位置している。第1導電型領域32と第2導電型領域34との間には、これらを離隔させるバリア領域36が位置し得る。図面には示していないが、互いに離隔した複数の第1導電型領域32を一側縁部で互いに連結することができ、互いに離隔した複数の第2導電型領域34を他側縁部で互いに連結することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   Referring to FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 are formed so as to have a stripe shape, and alternately in a direction crossing the length direction. positioned. A barrier region 36 that separates the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 may be located. Although not shown in the drawing, a plurality of first conductivity type regions 32 separated from each other can be connected to each other at one side edge, and a plurality of second conductivity type regions 34 separated from each other can be connected to each other at the other side edge. Can be linked. However, the present invention is not limited to this.

このとき、上述したように、第1導電型領域32の面積が第2導電型領域34の面積より大きくなり得る。一例として、第1導電型領域32及び第2導電型領域34の面積は、これらの幅を異ならせることによって調節することができる。すなわち、第1導電型領域32の幅W1が第2導電型領域34の幅W2より大きくなり得る。   At this time, as described above, the area of the first conductivity type region 32 may be larger than the area of the second conductivity type region 34. As an example, the areas of the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34 can be adjusted by making their widths different. That is, the width W1 of the first conductivity type region 32 may be larger than the width W2 of the second conductivity type region 34.

そして、第1電極42を第1導電型領域32に対応するようにストライプ形状に形成し、第2電極44を第2導電型領域34に対応するようにストライプ形状に形成することができる。その他の多様な変形が可能である。そして、図面には示していないが、第1電極42を一側縁部で互いに連結して形成し、第2電極44を他側縁部で互いに連結して形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   The first electrode 42 can be formed in a stripe shape so as to correspond to the first conductivity type region 32, and the second electrode 44 can be formed in a stripe shape so as to correspond to the second conductivity type region 34. Various other variations are possible. Although not shown in the drawings, the first electrodes 42 can be formed to be connected to each other at one side edge, and the second electrodes 44 can be formed to be connected to each other at the other side edge. However, the present invention is not limited to this.

再び図1を参照すると、半導体基板10の前面上(より正確には、半導体基板10の前面に形成された前面電界領域130上)に前面パッシベーション膜24及び/又は反射防止膜26が位置し得る。実施例によって、半導体基板10上に前面パッシベーション膜24のみを形成することもでき、半導体基板10上に反射防止膜26のみを形成することもでき、又は、半導体基板10上に前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26を順次位置させることもできる。図面では、半導体基板10上に前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26が順次形成され、半導体基板10が前面パッシベーション膜24と接触して形成される場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、半導体基板10が反射防止膜26に接触して形成されることも可能であり、その他の多様な変形が可能である。   Referring to FIG. 1 again, the front passivation film 24 and / or the antireflection film 26 may be located on the front surface of the semiconductor substrate 10 (more precisely, on the front surface electric field region 130 formed on the front surface of the semiconductor substrate 10). . Depending on the embodiment, only the front passivation film 24 may be formed on the semiconductor substrate 10, only the antireflection film 26 may be formed on the semiconductor substrate 10, or the front passivation film 24 and the semiconductor substrate 10 may be formed on the semiconductor substrate 10. The antireflection film 26 can also be sequentially positioned. In the drawing, the front passivation film 24 and the antireflection film 26 are sequentially formed on the semiconductor substrate 10, and the semiconductor substrate 10 is formed in contact with the front passivation film 24. However, the present invention is not limited to this, the semiconductor substrate 10 can be formed in contact with the antireflection film 26, and various other modifications are possible.

前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26は、実質的に半導体基板10の前面に全体的に形成され得る。ここで、全体的に形成されたことは、物理的に完璧に全て形成された場合のみならず、不可避に一部除外された部分がある場合を含む。   The front passivation film 24 and the antireflection film 26 may be substantially formed entirely on the front surface of the semiconductor substrate 10. Here, the overall formation includes not only a case where all the layers are physically formed completely, but also a case where some parts are inevitably excluded.

前面パッシベーション膜24は、半導体基板10の前面に接触して形成され、半導体基板10の前面又はバルク内に存在する欠陥を不動態化させる。これによって、少数のキャリアの再結合サイトを除去し、太陽電池100の開放電圧を増加させることができる。反射防止膜26は、半導体基板10の前面に入射される光の反射率を減少させる。これによって、ベース領域110と第1導電型領域32の界面に形成されたpn接合まで到達する光量を増加させることができる。これによって、太陽電池100の短絡電流(Isc)を増加させることができる。このように前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26によって太陽電池100の開放電圧と短絡電流を増加させ、太陽電池100の効率を向上させることができる。   The front passivation film 24 is formed in contact with the front surface of the semiconductor substrate 10 to passivate defects present in the front surface or bulk of the semiconductor substrate 10. Thereby, a recombination site of a small number of carriers can be removed, and the open circuit voltage of the solar cell 100 can be increased. The antireflection film 26 reduces the reflectance of light incident on the front surface of the semiconductor substrate 10. As a result, the amount of light reaching the pn junction formed at the interface between the base region 110 and the first conductivity type region 32 can be increased. Thereby, the short circuit current (Isc) of the solar cell 100 can be increased. Thus, the open-circuit voltage and the short-circuit current of the solar cell 100 can be increased by the front passivation film 24 and the antireflection film 26, and the efficiency of the solar cell 100 can be improved.

前面パッシベーション膜24及び/又は反射防止膜26は多様な物質で形成することができる。一例として、前面パッシベーション膜24及び/又は反射防止膜26は、シリコン窒化膜、水素を含むシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、アルミニウム酸化膜、シリコン炭化膜、MgF2、ZnS、TiO2及びCeO2からなる群から選ばれたいずれか一つの単一膜又は2個以上の膜が組み合わされた多層膜構造を有することができる。一例として、前面パッシベーション膜24は、半導体基板10上に形成されるシリコン酸化物層であり得る。また、反射防止膜26は、シリコン窒化物層及びシリコン炭化物層が順次積層された構造を有することができる。 The front passivation film 24 and / or the antireflection film 26 can be formed of various materials. For example, the front passivation film 24 and / or the antireflection film 26 may be a silicon nitride film, a silicon nitride film containing hydrogen, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a silicon carbide film, MgF 2 , ZnS, TiO. Any one single film selected from the group consisting of 2 and CeO 2 or a multilayer film structure in which two or more films are combined can be provided. As an example, the front passivation film 24 may be a silicon oxide layer formed on the semiconductor substrate 10. Further, the antireflection film 26 may have a structure in which a silicon nitride layer and a silicon carbide layer are sequentially stacked.

本実施例に係る太陽電池100に光が入射されると、ベース領域110と第1導電型領域32との間に形成されたpn接合における光電変換によって電子と正孔が生成され、生成された正孔及び電子は、制御パッシベーション層20を通過してそれぞれ第1導電型領域32及び第2導電型領域34に移動した後、第1及び第2電極42、44に移動する。これによって電気エネルギーを生成するようになる。   When light is incident on the solar cell 100 according to the present embodiment, electrons and holes are generated by photoelectric conversion at the pn junction formed between the base region 110 and the first conductivity type region 32, and are generated. The holes and electrons move through the control passivation layer 20 to the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34, respectively, and then move to the first and second electrodes 42 and 44. This generates electrical energy.

本実施例のように、半導体基板10の後面に電極42、44が形成され、半導体基板10の前面には電極が形成されない後面電極構造の太陽電池100においては、半導体基板10の前面におけるシェーディング損失(shading loss)を最小化することができる。これによって太陽電池100の効率を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   In the solar cell 100 having the rear electrode structure in which the electrodes 42 and 44 are formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10 and no electrode is formed on the front surface of the semiconductor substrate 10 as in this embodiment, the shading loss on the front surface of the semiconductor substrate 10 (Shading loss) can be minimized. Thereby, the efficiency of the solar cell 100 can be improved. However, the present invention is not limited to this.

本実施例では、半導体基板10上に位置する保護膜である制御パッシベーション層20を優れた品質を有するように形成する。これを図3A〜図3Fを参照した本発明の実施例に係る太陽電池100の製造方法で詳細に説明する。上述した内容に対する詳細な説明は省略し、説明していない部分を詳細に説明する。   In this embodiment, the control passivation layer 20 that is a protective film located on the semiconductor substrate 10 is formed to have excellent quality. This will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3F by a method for manufacturing the solar cell 100 according to the embodiment of the present invention. A detailed description of the above-described contents will be omitted, and portions not described will be described in detail.

図3A〜図3Fは、本発明の一実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。   3A to 3F are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

まず、図3Aに示したように、第2導電型ドーパントを有するベース領域110で構成される半導体基板10の後面上に保護膜である制御パッシベーション層20を形成する。本実施例において、制御パッシベーション層20は、相対的に高い温度でハロゲン元素を有するハロゲン気体を含む気体雰囲気で熱処理する工程を含む方法で形成される。   First, as shown in FIG. 3A, a control passivation layer 20 that is a protective film is formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10 constituted by the base region 110 having the second conductivity type dopant. In this embodiment, the control passivation layer 20 is formed by a method including a step of performing a heat treatment in a gas atmosphere containing a halogen gas having a halogen element at a relatively high temperature.

図3Aと共に、図4及び図5を参照してこれをより詳細に説明する。図4は、本実施例に係る太陽電池の製造方法において熱処理工程を行える熱処理装置の一例を示した図である。図5は、本発明の一実施例に係る太陽電池の製造方法における熱処理工程の温度サイクルを示した図である。   This will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 together with FIG. 3A. FIG. 4 is a diagram showing an example of a heat treatment apparatus capable of performing a heat treatment step in the method for manufacturing a solar cell according to this example. FIG. 5 is a diagram showing a temperature cycle of a heat treatment step in the method for manufacturing a solar cell according to one embodiment of the present invention.

本実施例において、制御パッシベーション層20は、熱処理装置200内に複数の半導体基板10を位置させた後、共に熱処理工程を行うことによって形成することができる。このとき、半導体基板10は、熱処理装置200内で互いに間隔dを置いて平行に位置し、熱処理工程での熱酸化工程が十分に行われるようにする。一例として、各半導体基板10間の間隔dは1mm〜5mmであり得る。各半導体基板10間の間隔dが1mm未満であると、気体流れの停滞などによって制御パッシベーション層20が均一に形成されないおそれがある。各半導体基板10間の間隔dが5mmを超えると、1回の熱処理工程で処理可能な半導体基板10の個数が多くないので生産性が低下し得る。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、各半導体基板10間の間隔dは多様な値を有するように調節することができる。   In this embodiment, the control passivation layer 20 can be formed by positioning a plurality of semiconductor substrates 10 in the heat treatment apparatus 200 and then performing a heat treatment process together. At this time, the semiconductor substrates 10 are positioned parallel to each other in the heat treatment apparatus 200 with a distance d therebetween so that the thermal oxidation process in the heat treatment process is sufficiently performed. As an example, the distance d between the semiconductor substrates 10 may be 1 mm to 5 mm. If the distance d between the semiconductor substrates 10 is less than 1 mm, the control passivation layer 20 may not be formed uniformly due to stagnation of the gas flow. If the distance d between the semiconductor substrates 10 exceeds 5 mm, the number of semiconductor substrates 10 that can be processed in one heat treatment step is not large, and thus productivity can be reduced. However, the present invention is not limited to this, and the distance d between the semiconductor substrates 10 can be adjusted to have various values.

一例として、熱処理装置200内で600℃以上(より具体的には、600℃〜900℃)の熱処理温度T、ハロゲン気体及び原料気体を含む気体雰囲気で熱処理する工程を含む方法で制御パッシベーション層20を形成することができる。ここで、熱処理温度とは、熱処理装置200内に半導体基板10が入り込んだ後、制御パッシベーション層20の形成のために一定時間の間均一に維持される温度を意味し得る。そして、半導体基板10が熱処理装置200の内部に入り込むときの流入温度T1と、制御パッシベーション層20が形成された半導体基板10が熱処理装置200の外部に出るときの流出温度T2は熱処理温度と異なる温度を有することができる。   As an example, the control passivation layer 20 is formed by a method including a heat treatment temperature T in a heat treatment apparatus 200 (more specifically, 600 ° C. to 900 ° C.) and a heat treatment in a gas atmosphere containing a halogen gas and a source gas. Can be formed. Here, the heat treatment temperature may mean a temperature that is uniformly maintained for a certain period of time for forming the control passivation layer 20 after the semiconductor substrate 10 enters the heat treatment apparatus 200. The inflow temperature T1 when the semiconductor substrate 10 enters the inside of the heat treatment apparatus 200 and the outflow temperature T2 when the semiconductor substrate 10 on which the control passivation layer 20 is formed go out of the heat treatment apparatus 200 are different from the heat treatment temperature. Can have.

より具体的に、半導体基板10は、流入温度T1で熱処理装置200の内部に流入し、温度上昇区間S1で流入温度T1から熱処理温度Tまで温度が上昇する。そして、メイン区間S2で熱処理温度Tで熱処理が行われる。そして、温度下降区間S3で熱処理温度Tから流出温度T2まで温度が下降し、流出温度T2で半導体基板10が熱処理装置200の外部に流出する。このように流入温度T1及び流出温度T2を熱処理温度Tより低くし、急激な温度変化による半導体基板10及び制御パッシベーション層20の品質低下を防止することができる。   More specifically, the semiconductor substrate 10 flows into the heat treatment apparatus 200 at the inflow temperature T1, and the temperature rises from the inflow temperature T1 to the heat treatment temperature T in the temperature rise section S1. Then, heat treatment is performed at the heat treatment temperature T in the main section S2. Then, the temperature decreases from the heat treatment temperature T to the outflow temperature T2 in the temperature decrease section S3, and the semiconductor substrate 10 flows out of the heat treatment apparatus 200 at the outflow temperature T2. In this way, the inflow temperature T1 and the outflow temperature T2 can be made lower than the heat treatment temperature T, and deterioration of the quality of the semiconductor substrate 10 and the control passivation layer 20 due to a rapid temperature change can be prevented.

メイン区間S2での相対的に高い(すなわち、600℃以上)熱処理温度Tでハロゲン気体と共に熱処理する工程を行うと、ハロゲン気体が熱処理工程中に各不純物粒子を吸着するので、制御パッシベーション層20の純度を向上させ、界面トラップ濃度(interface trap density、Dit)を低減させ、膜密度を向上させることができる。これによって、熱処理工程によって形成される制御パッシベーション層20の品質を向上させることができる。   When the heat treatment with the halogen gas is performed at a relatively high heat treatment temperature T in the main section S2 (that is, 600 ° C. or higher), the halogen gas adsorbs each impurity particle during the heat treatment step. The purity can be improved, the interface trap density (Dit) can be reduced, and the film density can be improved. Thereby, the quality of the control passivation layer 20 formed by the heat treatment process can be improved.

このようなハロゲン気体の不純物粒子吸着効果は、600℃以上の熱処理温度Tで大きく表れ、600℃未満の熱処理温度ではほとんど表れない場合がある。また、600℃未満の温度では、ハロゲン気体が分解されずに残存し、有毒性を有するハロゲン気体が熱処理工程以後に外部に流出するという問題などが発生し得る。そして、制御パッシベーション層20の形成時、熱処理温度Tが900℃を超えると、高い熱処理温度によって設備負担及び製造費用増加などの問題があり、制御パッシベーション層20の厚さを制御することが難しく、制御パッシベーション層20の厚さの不均一が大きくなり得る。このとき、ハロゲン気体の不純物粒子吸着効果をより向上させ、工程安定性を向上させるための熱処理温度Tは650℃以上であり得る。そして、高温工程による負担を減少させるための熱処理温度Tは850℃以下であり得る。   Such an impurity particle adsorption effect of a halogen gas appears greatly at a heat treatment temperature T of 600 ° C. or higher, and may hardly appear at a heat treatment temperature of less than 600 ° C. Further, at a temperature lower than 600 ° C., there may be a problem that the halogen gas remains without being decomposed and the toxic halogen gas flows out after the heat treatment step. When the control passivation layer 20 is formed, if the heat treatment temperature T exceeds 900 ° C., there are problems such as equipment burden and an increase in manufacturing costs due to the high heat treatment temperature, and it is difficult to control the thickness of the control passivation layer 20, The thickness non-uniformity of the control passivation layer 20 can increase. At this time, the heat treatment temperature T for improving the impurity particle adsorption effect of the halogen gas and improving the process stability may be 650 ° C. or more. And the heat processing temperature T for reducing the burden by a high temperature process may be 850 degrees C or less.

本実施例において、流入温度T1は、550℃以下(一例として、400℃〜550℃、より具体的に、500℃〜550℃)であり得る。流入温度T1が400℃未満であると、温度上昇区間S1の工程時間が増加したり、急激な温度上昇によって半導体基板10の品質が低下し得る。そして、流入温度T1が550℃を超えると、半導体基板10の流入中にも半導体基板10に制御パッシベーション層20が形成され得るので、制御パッシベーション層20の厚さを制御することが困難であり得る。工程時間をさらに考慮すると、流入温度は500℃〜550℃であり得る。   In this embodiment, the inflow temperature T1 may be 550 ° C. or lower (for example, 400 ° C. to 550 ° C., more specifically, 500 ° C. to 550 ° C.). If the inflow temperature T1 is less than 400 ° C., the process time of the temperature rise section S1 may increase, or the quality of the semiconductor substrate 10 may deteriorate due to a rapid temperature rise. When the inflow temperature T1 exceeds 550 ° C., the control passivation layer 20 can be formed on the semiconductor substrate 10 even during the inflow of the semiconductor substrate 10, so that it may be difficult to control the thickness of the control passivation layer 20. . Considering the process time further, the inflow temperature can be between 500C and 550C.

そして、流出温度T2は、550℃以下(一例として、400℃〜550℃、より具体的に、500℃〜550℃)であり得る。流出温度T2が400℃未満であると、温度下降区間S3の工程時間が増加し得る。そして、流出温度T2が550℃を超えると、半導体基板10及び制御パッシベーション層20が熱処理装置200から流出した後で大きな温度変化を経験するので、品質低下などの問題が発生し得る。工程時間をさらに考慮すると、流出温度T2は500℃〜550℃であり得る。   The outflow temperature T2 can be 550 ° C. or lower (as an example, 400 ° C. to 550 ° C., more specifically, 500 ° C. to 550 ° C.). If the outflow temperature T2 is less than 400 ° C., the process time of the temperature decrease section S3 may increase. When the outflow temperature T2 exceeds 550 ° C., a large temperature change is experienced after the semiconductor substrate 10 and the control passivation layer 20 flow out of the heat treatment apparatus 200, so that problems such as quality degradation may occur. Considering the process time further, the outflow temperature T2 may be 500 ° C to 550 ° C.

しかし、本発明がこれに限定されることはなく、流入温度T1及び流出温度T2が異なる値を有することもできる。   However, the present invention is not limited to this, and the inflow temperature T1 and the outflow temperature T2 may have different values.

メイン区間S2で使用されるハロゲン気体に含まれるハロゲン元素としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチン及びウンウンセプチウムのうち少なくとも一つを含むことができる。これは、このようなハロゲン元素が、上述したように、制御パッシベーション層20の形成工程時に不純物を吸着する効果に優れるためである。特に、ハロゲン元素として塩素を使用し、ハロゲン気体が塩素を含むことができる。塩素を含むハロゲン気体は容易に入手することができ、これを使用可能な装置も多く開発されており、反応力に非常に優れ、相対的に安全な使用が可能である。一例として、塩素を含むハロゲン気体は、Cl2、C22Cl2及びHClのうち少なくとも一つを含むことができ、特に、Cl2及びC22Cl2のうち少なくとも一つを含むことができる。その一方、フッ素を含むハロゲン気体は、エッチング特性を有し、使用時に一定の制限を有し得る。そして、臭素、ヨウ素、アスタチン及びウンウンセプチウムを含むハロゲン気体は容易に入手しにくく、ヨウ素、アスタチン及びウンウンセプチウムは特定条件で放射能を放出するおそれがある。 The halogen element contained in the halogen gas used in the main section S2 can include at least one of fluorine, chlorine, bromine, iodine, astatine, and ununseptium. This is because such a halogen element has an excellent effect of adsorbing impurities during the formation process of the control passivation layer 20 as described above. In particular, chlorine can be used as the halogen element, and the halogen gas can contain chlorine. Halogen gas containing chlorine can be easily obtained, and many devices capable of using it have been developed. The reaction power is extremely excellent and relatively safe use is possible. As an example, the halogen gas including chlorine may include at least one of Cl 2 , C 2 H 2 Cl 2, and HCl, and particularly includes at least one of Cl 2 and C 2 H 2 Cl 2. be able to. On the other hand, halogen gases including fluorine have etching properties and may have certain limitations when used. Further, halogen gases containing bromine, iodine, astatine and ununseptium are not easily available, and iodine, astatine and ununseptium may release radioactivity under specific conditions.

このとき、ハロゲン気体は、制御パッシベーション層20の成長速度を増加できるので、ハロゲン気体は、酸素気体の同じかそれより少ない量で含ませることができる。一例として、酸素気体:ハロゲン気体の体積比は1:0.01〜1:1であり得る。前記比率が1:0.01未満であると、塩素気体によって純度を向上させる効果が不十分であり得る。前記比率が1:1を超えると、塩素気体が必要な量より多く含まれ、むしろ制御パッシベーション層20の純度が低下し、成長速度が増加し、その結果、制御パッシベーション層20の厚さを増加させ得る。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、多様な変形が可能である。   At this time, since the halogen gas can increase the growth rate of the control passivation layer 20, the halogen gas can be included in the same amount or less than the oxygen gas. As an example, the volume ratio of oxygen gas: halogen gas may be 1: 0.01 to 1: 1. If the ratio is less than 1: 0.01, the effect of improving the purity by chlorine gas may be insufficient. When the ratio exceeds 1: 1, more chlorine gas is contained than necessary, rather, the purity of the control passivation layer 20 is lowered, the growth rate is increased, and as a result, the thickness of the control passivation layer 20 is increased. Can be. However, the present invention is not limited to this, and various modifications are possible.

本実施例では、熱処理工程における気体雰囲気がハロゲン気体の他にも原料気体を含むことができる。そうすると、高い温度で行われる熱処理工程で熱酸化によって制御パッシベーション層20を形成することができる。そうすると、別途の工程の追加なしで熱処理工程によってのみ制御パッシベーション層20を形成することができ、製造工程を単純化することができる。本実施例では、原料気体が酸素気体を含み、制御パッシベーション層20を酸化物層として構成することができる。すなわち、高い温度で酸素と半導体基板10の半導体物質(例えば、シリコン)が反応して形成される熱酸化物(例えば、熱的シリコン酸化物)層が制御パッシベーション層20を構成することができる。   In this embodiment, the gas atmosphere in the heat treatment step can contain a source gas in addition to the halogen gas. Then, the control passivation layer 20 can be formed by thermal oxidation in a heat treatment process performed at a high temperature. Then, the control passivation layer 20 can be formed only by a heat treatment process without adding a separate process, and the manufacturing process can be simplified. In the present embodiment, the source gas contains oxygen gas, and the control passivation layer 20 can be configured as an oxide layer. That is, a thermal oxide (eg, thermal silicon oxide) layer formed by a reaction between oxygen and a semiconductor material (eg, silicon) of the semiconductor substrate 10 at a high temperature can constitute the control passivation layer 20.

そして、熱処理工程時の気体雰囲気は、原料気体である酸素気体の他にも多様な気体を含むことができる。例えば、気体雰囲気が窒素気体をさらに含むことができる。窒素気体は、制御パッシベーション層20の成長速度の調節に関与し、漏洩電流及びドーパント浸透(dopant penetration)と関連する制御パッシベーション層20の均一度調節に関与する。窒素気体の量は、制御パッシベーション層20が形成されるチャンバーのサイズを考慮して調節することができる。ハロゲン気体、酸素気体及び窒素気体の総量は、必要な圧力を有するように調節することができる。   And the gas atmosphere at the time of a heat treatment process can contain various gas besides the oxygen gas which is source gas. For example, the gas atmosphere can further include nitrogen gas. Nitrogen gas is involved in adjusting the growth rate of the control passivation layer 20 and is responsible for adjusting the uniformity of the control passivation layer 20 in connection with leakage current and dopant penetration. The amount of nitrogen gas can be adjusted in consideration of the size of the chamber in which the control passivation layer 20 is formed. The total amount of halogen gas, oxygen gas and nitrogen gas can be adjusted to have the required pressure.

本実施例において、熱処理工程を行う熱処理装置200が圧力を調節しにくい一般的な熱処理炉(furnace)であるか、化学気相蒸着(chemical vapor deposition、CVD)であるか、圧力の調節によって常圧より低い圧力で熱処理工程を行える低圧化学気相蒸着(low pressure chemical vapor deposition、LPCVD)装置であり得る。   In this embodiment, the heat treatment apparatus 200 for performing the heat treatment process is a general heat treatment furnace (furnace) in which the pressure is difficult to adjust, chemical vapor deposition (CVD), or constant by adjusting the pressure. It may be a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) apparatus capable of performing a heat treatment process at a pressure lower than the pressure.

一般的な熱処理炉内で熱処理工程を行い、熱酸化法によって保護膜である制御パッシベーション層20を形成すると、制御パッシベーション層20を容易に成長させ、短い時間内に制御パッシベーション層20を形成することができ、工程時間を短縮することができる。   When a heat treatment step is performed in a general heat treatment furnace and the control passivation layer 20 as a protective film is formed by a thermal oxidation method, the control passivation layer 20 is easily grown and the control passivation layer 20 is formed within a short time. The process time can be shortened.

化学気相蒸着装置又は低圧化学気相蒸着装置によると、所望の工程条件を維持するのに適切であり得る。一例として、低圧化学気相蒸着装置で熱処理工程を行い、蒸着によって保護膜である制御パッシベーション層20を形成すると、圧力が常圧より低い状態で熱処理工程を行うことができ、制御パッシベーション層20の厚さを容易に調節し、均一に制御パッシベーション層20を形成することができる。ここで、圧力とは、原料気体と共に、その他の気体などを全て含む圧力であって、制御パッシベーション層20の製造装置内部の圧力を意味し得る。   Chemical vapor deposition equipment or low pressure chemical vapor deposition equipment may be appropriate to maintain the desired process conditions. As an example, when the heat treatment process is performed with a low-pressure chemical vapor deposition apparatus and the control passivation layer 20 that is a protective film is formed by vapor deposition, the heat treatment process can be performed in a state where the pressure is lower than the normal pressure. It is possible to easily adjust the thickness and form the control passivation layer 20 uniformly. Here, the pressure is a pressure including all other gases in addition to the raw material gas, and may mean a pressure inside the manufacturing apparatus of the control passivation layer 20.

このとき、化学気相蒸着装置又は低圧化学気相蒸着装置を使用する場合にも、原料気体は、制御パッシベーション層20を構成する全ての原料物質を含んでおらず、制御パッシベーション層20を構成する酸化物中に酸素気体のみを含み、他の原料物質を含んでいない。例えば、制御パッシベーション層20がシリコン酸化物層からなるとき、原料気体が酸素気体のみを備えるだけで、他の原料物質であるシリコンを含む気体を含んでいない。これによって、酸素気体の酸素が半導体基板10の内部に拡散されて半導体物質と反応する熱酸化工程によって制御パッシベーション層20が形成される。これと異なり、蒸着工程などでは、酸素を含む酸素気体と共に、シリコンを含むシラン(SiH4)気体を原料気体として供給する。そうすると、熱分解によって酸素気体から分離された酸素とシラン気体から分離されたシリコンとが化学的に反応し、シリコン酸化物を形成するようになる。 At this time, even when a chemical vapor deposition apparatus or a low pressure chemical vapor deposition apparatus is used, the source gas does not contain all the source materials constituting the control passivation layer 20 and constitutes the control passivation layer 20. The oxide contains only oxygen gas and no other source material. For example, when the control passivation layer 20 is formed of a silicon oxide layer, the source gas includes only oxygen gas, and does not include gas including silicon that is another source material. Thus, the control passivation layer 20 is formed by a thermal oxidation process in which oxygen in the oxygen gas is diffused into the semiconductor substrate 10 and reacts with the semiconductor material. In contrast, in a vapor deposition process or the like, a silane (SiH 4 ) gas containing silicon is supplied as a source gas together with an oxygen gas containing oxygen. Then, oxygen separated from the oxygen gas by thermal decomposition and silicon separated from the silane gas chemically react to form silicon oxide.

上述したように、高い温度で熱酸化工程によって制御パッシベーション層20を形成すると、制御パッシベーション層20の厚さが容易に厚くなり得る。化学気相蒸着装置又は低圧化学気相蒸着装置内で大気圧又はこれより低い圧力で制御パッシベーション層20を形成すると、制御パッシベーション層20の厚さが速く増加することを防止し(制御パッシベーション層20の成長速度を制御し)、制御パッシベーション層20が全体的に均一で且つ薄い厚さを有することができる。   As described above, when the control passivation layer 20 is formed by a thermal oxidation process at a high temperature, the thickness of the control passivation layer 20 can be easily increased. When the control passivation layer 20 is formed at the atmospheric pressure or lower pressure in the chemical vapor deposition apparatus or the low pressure chemical vapor deposition apparatus, the thickness of the control passivation layer 20 is prevented from increasing rapidly (the control passivation layer 20). The control passivation layer 20 can have a generally uniform and thin thickness.

このとき、圧力を760Torr以下(大気圧又は大気圧より低い圧力)に維持すると、相対的に高い温度による熱酸化工程で制御パッシベーション層20を形成するとしても、低い圧力によって制御パッシベーション層20の成長速度を一定水準に維持することができる。これによって、制御パッシベーション層20の厚さを大きく減少させることができる。   At this time, if the pressure is maintained at 760 Torr or lower (atmospheric pressure or pressure lower than atmospheric pressure), even if the control passivation layer 20 is formed by a thermal oxidation process at a relatively high temperature, the growth of the control passivation layer 20 is performed at a low pressure. The speed can be maintained at a constant level. Thereby, the thickness of the control passivation layer 20 can be greatly reduced.

より具体的に、圧力が1Torr〜760Torr(一例として、100Torr〜760Torr)であり得る。制御パッシベーション層20の形成時の温度が1Torr未満である場合は、圧力を維持するための費用などが多くかかり、制御パッシベーション層20の製造装置に負担を与え得る。成長速度及び費用などをさらに考慮すると、制御パッシベーション層20の形成時の圧力が1Torr〜700Torr、より具体的には、1Torr〜600Torr、一例として、100Torr〜600Torrであり得る。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、制御パッシベーション層20の形成時の圧力などが変化する場合もある。   More specifically, the pressure may be 1 Torr to 760 Torr (for example, 100 Torr to 760 Torr). When the temperature at the time of formation of the control passivation layer 20 is less than 1 Torr, the cost for maintaining the pressure is increased, and a burden may be imposed on the manufacturing apparatus of the control passivation layer 20. Considering the growth rate and cost, the pressure at the time of forming the control passivation layer 20 may be 1 Torr to 700 Torr, more specifically 1 Torr to 600 Torr, for example, 100 Torr to 600 Torr. However, the present invention is not limited to this, and the pressure during the formation of the control passivation layer 20 may change.

その一方、既存の半導体分野などでは、太陽電池の制御パッシベーション層のようにキャリアが移動し得る薄い厚さの酸化物層が必要でなかった。すなわち、半導体分野などでは、酸化物層はキャリアが通過しない範囲内で厚さを調節しただけで、キャリアが通過する厚さで酸化物層を形成する必要はなかった。また、制御パッシベーション層の純度などが半導体素子などの特性に大きな影響を及ぼさないので、その純度を高めるための方法が提示されにくかった。   On the other hand, in the existing semiconductor field and the like, a thin oxide layer capable of moving carriers is not required like a control passivation layer of a solar cell. That is, in the semiconductor field and the like, the oxide layer has only been adjusted within a range in which carriers do not pass, and it is not necessary to form the oxide layer with a thickness through which carriers pass. In addition, since the purity of the control passivation layer does not significantly affect the characteristics of the semiconductor element and the like, it has been difficult to present a method for increasing the purity.

その一方、上述したように、本実施例では、高い熱処理温度T及びハロゲン気体を含む気体雰囲気で行われる熱処理工程を含む方法で(特に、熱処理工程時に行われる熱酸化工程によって)制御パッシベーション層20を形成することによって、制御パッシベーション層20の純度、膜密度及び厚さなどの特性を調節することができる。   On the other hand, as described above, in this embodiment, the control passivation layer 20 is a method including a heat treatment step performed in a gas atmosphere containing a high heat treatment temperature T and a halogen gas (particularly by a thermal oxidation step performed during the heat treatment step). By forming, characteristics such as purity, film density, and thickness of the control passivation layer 20 can be adjusted.

このとき、化学気相蒸着装置又は低圧化学気相蒸着装置で大気圧又はこれより低い圧力によって熱酸化を行うと、制御パッシベーション層20の成長速度を調節し、制御パッシベーション層20を薄く且つ均一に形成することができる。そして、実施例によって、制御パッシベーション層20上に形成される半導体層(図3Bの参照符号300)が蒸着装置によって形成されるので、制御パッシベーション層20を蒸着装置で形成すると、制御パッシベーション層20と半導体層300を同一の蒸着装置(一例として、低圧化学気相蒸着装置)内で連続的に行われるイン―サイチュ(in―situ)工程によって形成することができる。このように制御パッシベーション層20と半導体層300をイン―サイチュ工程によって形成すると、製造工程を大きく単純化することができ、製造費用及び製造時間などを大きく節減することができる。   At this time, when the thermal oxidation is performed at atmospheric pressure or lower pressure by the chemical vapor deposition apparatus or the low pressure chemical vapor deposition apparatus, the growth rate of the control passivation layer 20 is adjusted, and the control passivation layer 20 is made thin and uniform. Can be formed. According to the embodiment, since the semiconductor layer (reference numeral 300 in FIG. 3B) formed on the control passivation layer 20 is formed by the vapor deposition apparatus, when the control passivation layer 20 is formed by the vapor deposition apparatus, the control passivation layer 20 and The semiconductor layer 300 can be formed by an in-situ process performed continuously in the same vapor deposition apparatus (for example, a low pressure chemical vapor deposition apparatus). When the control passivation layer 20 and the semiconductor layer 300 are formed by an in-situ process as described above, the manufacturing process can be greatly simplified, and the manufacturing cost and the manufacturing time can be greatly reduced.

蒸着装置内の温度は、長い時間の間熱を加えたり、熱を冷ますことによって調節され、温度を安定化するのに時間が多くかかる一方、気体雰囲気及び圧力は、蒸着装置内に供給される気体の種類及び量などによって調節することができる。よって、気体雰囲気及び圧力は、温度より容易に制御することができる。   The temperature in the deposition apparatus is adjusted by applying heat for a long time or cooling the heat, and it takes time to stabilize the temperature, while the gas atmosphere and pressure are supplied to the deposition apparatus. It can be adjusted according to the type and amount of gas to be adjusted. Therefore, the gas atmosphere and pressure can be controlled more easily than temperature.

これを考慮して、本実施例では、制御パッシベーション層20の形成温度と半導体層300の蒸着工程の温度との差を200℃以内(すなわち、0℃〜200℃)にすることができる。より具体的には、制御パッシベーション層20の形成温度と半導体層300の蒸着工程の温度との差を100℃以内(すなわち、00℃〜100℃)にすることができる。これは、制御パッシベーション層20を大気圧又はこれより低い圧力で形成するので、制御パッシベーション層20の形成温度を相対的に高めることができ、半導体層300の蒸着工程の温度との差を減少できるためである。このように相対的に調節が難しい温度を大きな変化なしで維持することができ、制御パッシベーション層20と半導体層300を連続的に形成するイン―サイチュ工程の効率をさらに向上させることができる。その一方、半導体層300の蒸着工程の気体雰囲気は、制御パッシベーション層20の形成時の気体雰囲気と異なり、半導体層300の蒸着工程の圧力は、制御パッシベーション層20の形成時の圧力と同じかこれと異なり得る。   In consideration of this, in this embodiment, the difference between the formation temperature of the control passivation layer 20 and the temperature of the vapor deposition process of the semiconductor layer 300 can be within 200 ° C. (that is, 0 ° C. to 200 ° C.). More specifically, the difference between the formation temperature of the control passivation layer 20 and the temperature of the deposition process of the semiconductor layer 300 can be within 100 ° C. (that is, 00 ° C. to 100 ° C.). This is because the control passivation layer 20 is formed at atmospheric pressure or lower pressure, so the formation temperature of the control passivation layer 20 can be relatively increased, and the difference from the temperature of the deposition process of the semiconductor layer 300 can be reduced. Because. Thus, the temperature that is relatively difficult to adjust can be maintained without a large change, and the efficiency of the in-situ process for continuously forming the control passivation layer 20 and the semiconductor layer 300 can be further improved. On the other hand, the gas atmosphere in the vapor deposition process of the semiconductor layer 300 is different from the gas atmosphere in the formation of the control passivation layer 20, and the pressure in the vapor deposition process of the semiconductor layer 300 is the same as the pressure in the formation of the control passivation layer 20. And can be different.

しかし、本発明がこれに限定されることはなく、制御パッシベーション層20と半導体層300を互いに別個の工程及び装置などで形成することもできる。   However, the present invention is not limited to this, and the control passivation layer 20 and the semiconductor layer 300 can be formed by separate processes and apparatuses.

図面では、半導体基板10の後面にのみ制御パッシベーション層20が形成された場合を例示したが、本発明がこれに限定されることはない。制御パッシベーション層20の製造方法によって、半導体基板10の前面及び/又は側面にも制御パッシベーション層20をさらに形成することができる。このように半導体基板10の前面などに形成された制御パッシベーション層20は、後で別途の段階で除去することができる。   In the drawing, the case where the control passivation layer 20 is formed only on the rear surface of the semiconductor substrate 10 is illustrated, but the present invention is not limited to this. The control passivation layer 20 can be further formed on the front surface and / or the side surface of the semiconductor substrate 10 by the method for manufacturing the control passivation layer 20. Thus, the control passivation layer 20 formed on the front surface of the semiconductor substrate 10 can be removed later in a separate step.

そして、図5の温度サイクルでは、保護膜を形成する熱処理工程を単独で行う場合を例示したが、本発明がこれに限定されることはない。したがって、上述したように、保護膜である制御パッシベーション層20を形成した後、これを熱処理装置200から取り出さず、その後続工程(例えば、半導体層300を形成する工程)などを行うこともできる。この場合は、後続工程の温度によって温度下降区間S3が行われない場合がある。又は、保護膜を形成する前の工程が行われた装置で熱処理工程が連続的に行われる場合もある。この場合は、以前の工程の温度によって温度上昇区間S1が行われない場合がある。   And in the temperature cycle of FIG. 5, although the case where the heat processing process which forms a protective film was performed independently was illustrated, this invention is not limited to this. Therefore, as described above, after forming the control passivation layer 20 which is a protective film, the subsequent process (for example, the process of forming the semiconductor layer 300) or the like can be performed without taking it out from the heat treatment apparatus 200. In this case, the temperature lowering section S3 may not be performed depending on the temperature of the subsequent process. Alternatively, the heat treatment process may be continuously performed in an apparatus in which a process before forming the protective film is performed. In this case, the temperature increase section S1 may not be performed depending on the temperature of the previous process.

続いて、図3B〜図3Dに示したように、制御パッシベーション層20上に第1及び第2導電型領域32、34を含む半導体層30を形成し、半導体基板10の前面にテクスチャリング構造及び前面電界領域130を形成することができる。以下では、これをより具体的に形成する。   Subsequently, as illustrated in FIGS. 3B to 3D, the semiconductor layer 30 including the first and second conductivity type regions 32 and 34 is formed on the control passivation layer 20, and the texturing structure and the front surface of the semiconductor substrate 10 are formed. A front electric field region 130 can be formed. In the following, this will be more specifically formed.

まず、図3Bに示したように、半導体基板10の後面上に形成された制御パッシベーション層20上には、結晶質構造を有し、真性を有する半導体層300を形成する。半導体層300は、微結晶質、非晶質、又は多結晶半導体で構成することができる。半導体層300は、一例として、熱的成長法、化学蒸着法(例えば、プラズマ化学気相蒸着法、低圧化学気相蒸着法)などによって形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、多様な方法によって半導体層300を形成することができる。   First, as shown in FIG. 3B, the intrinsic semiconductor layer 300 having a crystalline structure is formed on the control passivation layer 20 formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10. The semiconductor layer 300 can be formed of a microcrystalline, amorphous, or polycrystalline semiconductor. For example, the semiconductor layer 300 can be formed by a thermal growth method, a chemical vapor deposition method (for example, a plasma chemical vapor deposition method, a low pressure chemical vapor deposition method), or the like. However, the present invention is not limited to this, and the semiconductor layer 300 can be formed by various methods.

一例として、本実施例において、真性の半導体層300は、化学気相蒸着によって形成することができ、より具体的には、低圧化学気相蒸着によって形成することができる。これによって、上述したように、真性の半導体層300を制御パッシベーション層20とイン―サイチュ工程によって形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、制御パッシベーション層20及び半導体層300にイン―サイチュ工程が適用されない場合もある。   As an example, in the present embodiment, the intrinsic semiconductor layer 300 can be formed by chemical vapor deposition, and more specifically, can be formed by low pressure chemical vapor deposition. As a result, the intrinsic semiconductor layer 300 can be formed by the in-situ process with the control passivation layer 20 as described above. However, the present invention is not limited to this, and the in-situ process may not be applied to the control passivation layer 20 and the semiconductor layer 300.

半導体層300の蒸着工程に使用される気体は、半導体層300を構成する半導体物質を含む気体(例えば、シラン気体)を含むことができる。本実施例では、真性を有するように半導体層300を蒸着するので、気体雰囲気は半導体物質を含む気体のみで構成することができる。これによって、供給気体を単純化することができ、形成される半導体層300の純度を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、半導体層300の蒸着工程を促進したり、半導体層300の特性を向上させるための別途の気体などをさらに使用することができる。また、半導体層300の蒸着工程で第1及び/第2導電型ドーパントを共にドープする場合は、第1又は第2導電型ドーパントを含む気体(例えば、B26、PH3など)をさらに含むことができる。 The gas used in the vapor deposition process of the semiconductor layer 300 may include a gas (for example, silane gas) containing a semiconductor material that forms the semiconductor layer 300. In this embodiment, since the semiconductor layer 300 is vapor-deposited so as to be intrinsic, the gas atmosphere can be composed only of a gas containing a semiconductor material. Accordingly, the supply gas can be simplified and the purity of the formed semiconductor layer 300 can be improved. However, the present invention is not limited to this, and a separate gas or the like for promoting the deposition process of the semiconductor layer 300 or improving the characteristics of the semiconductor layer 300 can be used. In addition, when the first and / or second conductivity type dopants are both doped in the vapor deposition process of the semiconductor layer 300, a gas containing the first or second conductivity type dopant (eg, B 2 H 6 , PH 3, etc.) is further added. Can be included.

そして、半導体層300の蒸着工程では、半導体物質を含む気体の他にも、二酸化窒素(N2O)気体及び/又は酸素(O2)気体を共に注入し、結晶粒サイズ及び結晶性などを調節することができる。 In the vapor deposition process of the semiconductor layer 300, in addition to the gas containing the semiconductor material, nitrogen dioxide (N 2 O) gas and / or oxygen (O 2 ) gas are injected together to determine the crystal grain size and crystallinity. Can be adjusted.

半導体層300の蒸着温度は、制御パッシベーション層20の形成時の温度と同じかこれより小さくなり得る。特に、半導体層300の蒸着温度を制御パッシベーション層20の形成時の温度より小さくすると、光電変換に直接関与する半導体層300の特性を均一にすることができる。又は、半導体層300の蒸着温度は500℃〜700℃であり得る。これは、半導体基板10と異なる結晶構造を有する半導体層300を蒸着するのに適した温度に限定されたものである。特に、本実施例のように、半導体層300がドープされていない場合は、ドープされた場合より相対的に反応速度が小さいので、半導体層300の蒸着温度は600℃〜700℃であり得る。これによると、半導体層300の蒸着工程の温度と制御パッシベーション層20の形成時の温度との偏差をさらに減少させることができる。   The deposition temperature of the semiconductor layer 300 can be the same as or lower than the temperature at which the control passivation layer 20 is formed. In particular, when the deposition temperature of the semiconductor layer 300 is lower than the temperature at the time of formation of the control passivation layer 20, the characteristics of the semiconductor layer 300 that directly participate in photoelectric conversion can be made uniform. Alternatively, the deposition temperature of the semiconductor layer 300 may be 500 ° C. to 700 ° C. This is limited to a temperature suitable for depositing the semiconductor layer 300 having a crystal structure different from that of the semiconductor substrate 10. In particular, as in this embodiment, when the semiconductor layer 300 is not doped, the reaction rate is relatively lower than when the semiconductor layer 300 is doped, and thus the deposition temperature of the semiconductor layer 300 can be 600 ° C. to 700 ° C. According to this, the deviation between the temperature of the deposition process of the semiconductor layer 300 and the temperature at the time of forming the control passivation layer 20 can be further reduced.

上述したように、制御パッシベーション層20の温度を半導体層300の蒸着温度と同一又は類似する温度にしたので、温度を調節するための時間及び温度を安定化するための時間などが必要でなく、工程を単純化することができる。   As described above, since the temperature of the control passivation layer 20 is the same as or similar to the deposition temperature of the semiconductor layer 300, time for adjusting the temperature and time for stabilizing the temperature are not necessary. The process can be simplified.

図面では、半導体基板10の後面にのみ半導体層300が形成された場合を例示したが、本発明がこれに限定されることはない。半導体層300の製造方法によって、半導体基板10の前面及び/又は側面にも半導体層300をさらに形成することができる。このように半導体基板10の前面などに形成された半導体層300は、後で別途の段階で除去することができる。   Although the case where the semiconductor layer 300 is formed only on the rear surface of the semiconductor substrate 10 is illustrated in the drawings, the present invention is not limited to this. The semiconductor layer 300 can be further formed on the front surface and / or the side surface of the semiconductor substrate 10 by the method for manufacturing the semiconductor layer 300. Thus, the semiconductor layer 300 formed on the front surface of the semiconductor substrate 10 can be removed later in a separate stage.

続いて、図3C〜図3Dに示したように、半導体基板10の前面をテクスチャし、半導体基板10の前面に凹凸を形成し、第1及び第2導電型領域32、34及び前面電界領域130を形成することができる。   3C to 3D, the front surface of the semiconductor substrate 10 is textured, irregularities are formed on the front surface of the semiconductor substrate 10, and the first and second conductivity type regions 32 and 34 and the front electric field region 130 are formed. Can be formed.

一例として、図3Cに示したように、半導体層300の一部に第1導電型ドーパントをドープすることによって第1導電型領域32を形成し、図3Dに示したように、半導体基板10の前面をテクスチャし、半導体基板10の前面及び半導体層300の他の一部に第2導電型ドーパントをドープすることによって前面電界領域130及び第2導電型領域34を形成することができる。このとき、第1導電型領域32と第2導電型領域34との間にドーパントがドープされていないアンドープ領域が位置し得るが、この領域がバリア領域36を構成することができる。   As an example, as shown in FIG. 3C, a first conductivity type region 32 is formed by doping a part of the semiconductor layer 300 with a first conductivity type dopant, and as shown in FIG. The front electric field region 130 and the second conductivity type region 34 can be formed by textured the front surface and doping the front surface of the semiconductor substrate 10 and the other part of the semiconductor layer 300 with the second conductivity type dopant. At this time, an undoped region that is not doped with a dopant may be located between the first conductivity type region 32 and the second conductivity type region 34, but this region can constitute the barrier region 36.

第1及び第2導電型領域32、34、及び前面電界領域130を形成するドーピング工程には、公知の多様な方法を使用することができる。一例として、イオン注入法、ドーパントを含む気体を使用する状態での熱処理による熱拡散法、ドーピング層の形成後に行われる熱処理法、レーザードーピング法などの多様な方法を適用することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   Various known methods can be used for the doping process for forming the first and second conductivity type regions 32 and 34 and the front surface electric field region 130. As an example, various methods such as an ion implantation method, a thermal diffusion method by heat treatment in a state where a gas containing a dopant is used, a heat treatment method performed after forming a doping layer, and a laser doping method can be applied. However, the present invention is not limited to this.

半導体基板10の表面のテクスチャリングとしては、湿式又は乾式テクスチャリングを使用することができる。湿式テクスチャリングは、テクスチャリング溶液に半導体基板10を浸漬することによって行うことができ、工程時間が短いという長所を有する。乾式テクスチャリングは、ダイヤモンドドリル又はレーザーなどを用いて半導体基板10の表面を切り取ることであって、凹凸を均一に形成できる一方、工程時間が長く、半導体基板10に損傷が発生し得る。その他に、反応性イオンエッチング(RIE)などによって半導体基板10をテクスチャすることもできる。このように、本発明では、多様な方法で半導体基板10をテクスチャすることができる。   As the texturing of the surface of the semiconductor substrate 10, wet or dry texturing can be used. The wet texturing can be performed by immersing the semiconductor substrate 10 in the texturing solution, and has an advantage that the process time is short. The dry texturing is to cut the surface of the semiconductor substrate 10 using a diamond drill or a laser and the like, and the unevenness can be formed uniformly, while the process time is long and the semiconductor substrate 10 can be damaged. In addition, the semiconductor substrate 10 can be textured by reactive ion etching (RIE) or the like. Thus, in the present invention, the semiconductor substrate 10 can be textured by various methods.

本実施例では、半導体層300を形成した後、第1導電型領域32を形成した半導体基板10の前面をテクスチャし、前面電界領域130と第2導電型領域34を同一のドーピング工程で共に形成した場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはない。よって、第1導電型領域32、第2導電型領域34、前面電界領域130及びテクスチャリング構造の形成順序は多様に変形可能である。そして、第2導電型領域34と前面電界領域130は互いに異なるドーピング工程によって形成することができる。   In this embodiment, after the semiconductor layer 300 is formed, the front surface of the semiconductor substrate 10 on which the first conductivity type region 32 is formed is textured, and the front surface electric field region 130 and the second conductivity type region 34 are formed together in the same doping process. The case where it did was illustrated. However, the present invention is not limited to this. Therefore, the order of forming the first conductivity type region 32, the second conductivity type region 34, the front surface electric field region 130, and the texturing structure can be variously modified. The second conductivity type region 34 and the front electric field region 130 can be formed by different doping processes.

続いて、図3Eに示したように、半導体基板10の前面及び後面に他の保護膜を形成する。すなわち、半導体基板10の前面に前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26を形成し、半導体基板10の後面に後面パッシベーション膜40を形成する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 3E, another protective film is formed on the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 10. That is, the front passivation film 24 and the antireflection film 26 are formed on the front surface of the semiconductor substrate 10, and the rear passivation film 40 is formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10.

より具体的に、半導体基板10の前面上に前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26を全体的に形成し、半導体基板10の後面上に後面パッシベーション膜40を全体的に形成する。前面パッシベーション膜24、反射防止膜26、又は後面パッシベーション膜40は、真空蒸着法、化学気相蒸着法、スピンコーティング、スクリーン印刷又はスプレーコーティングなどの多様な方法によって形成することができる。前面パッシベーション膜24、反射防止膜26及び後面パッシベーション膜40の形成順序が限定されることはない。   More specifically, the front passivation film 24 and the antireflection film 26 are entirely formed on the front surface of the semiconductor substrate 10, and the rear passivation film 40 is entirely formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10. The front passivation film 24, the antireflection film 26, or the rear passivation film 40 can be formed by various methods such as vacuum deposition, chemical vapor deposition, spin coating, screen printing, or spray coating. The order of forming the front passivation film 24, the antireflection film 26, and the rear passivation film 40 is not limited.

続いて、図3Fに示したように、第1及び第2導電型領域32、34にそれぞれ連結される第1及び第2電極42、44を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 3F, first and second electrodes 42 and 44 connected to the first and second conductivity type regions 32 and 34, respectively, are formed.

一例として、パターニング工程によって後面パッシベーション膜40に第1及び第2開口部402、404を形成し、その後に第1及び第2開口部402、404内を充填しながら第1及び第2電極42、44を形成する。このとき、第1及び第2開口部402、404は、レーザーを用いたレーザーアブレーション、又はエッチング溶液又はエッチングペーストなどを用いた多様な方法によって形成することができる。そして、第1及び第2電極42、44は、めっき法、蒸着法などの多様な方法によって形成することができる。   As an example, the first and second openings 402 and 404 are formed in the rear surface passivation film 40 by a patterning process, and then the first and second electrodes 42 and 404 are filled while filling the first and second openings 402 and 404. 44 is formed. At this time, the first and second openings 402 and 404 can be formed by various methods using laser ablation using a laser or an etching solution or an etching paste. The first and second electrodes 42 and 44 can be formed by various methods such as plating and vapor deposition.

他の例として、第1及び第2電極形成用ペーストを後面パッシベーション膜40上にそれぞれスクリーン印刷などで塗布した後、ファイアスルー(fire through)又はレーザー焼成コンタクト(laser firing contact)などを行い、上述した形状の第1及び第2電極42、44を形成することも可能である。この場合は、第1及び第2電極42、44の形成時に第1及び第2開口部402、404が形成されるので、別途に第1及び第2開口部402、404を形成する工程を追加しなくてもよい。   As another example, the first and second electrode forming pastes are applied to the rear surface passivation film 40 by screen printing or the like, and then fire through or laser firing contact is performed. It is also possible to form the first and second electrodes 42 and 44 having the shapes described above. In this case, since the first and second openings 402 and 404 are formed when the first and second electrodes 42 and 44 are formed, an additional step of forming the first and second openings 402 and 404 is added. You don't have to.

本実施例によると、600℃〜900℃の熱処理温度及びハロゲン気体を含む気体雰囲気で熱処理工程を行うことによって制御パッシベーション層20を形成し、制御パッシベーション層20の純度及び膜密度を向上させ、界面トラップ濃度を低下させることができる。これによって制御パッシベーション層20のパッシベーション特性を向上させることができ、キャリアの通過を円滑にし、太陽電池100の効率を向上させることができる。また、このような制御パッシベーション層20は、後続して高温に行われる工程で優れた品質及び特性をそのまま維持することができる。これによって、後続して高温で行われる工程(例えば、ドーピング工程)の工程温度を自由に選択することができ、太陽電池100の効率をさらに向上させることができる。実施例によって、制御パッシベーション層20の後に形成される半導体層30と類似する温度で制御パッシベーション層20を形成する場合は、制御パッシベーション層20と半導体層30を連続的な工程で形成し、製造工程を単純化することができる。   According to the present embodiment, the control passivation layer 20 is formed by performing a heat treatment step in a gas atmosphere containing a heat treatment temperature of 600 ° C. to 900 ° C. and a halogen gas, and the purity and film density of the control passivation layer 20 are improved. The trap concentration can be reduced. Thereby, the passivation characteristics of the control passivation layer 20 can be improved, the carrier can be smoothly passed, and the efficiency of the solar cell 100 can be improved. Further, such a control passivation layer 20 can maintain excellent quality and characteristics as it is in a subsequent process performed at a high temperature. Thereby, the process temperature of the process (for example, doping process) performed subsequently at a high temperature can be freely selected, and the efficiency of the solar cell 100 can be further improved. According to the embodiment, when the control passivation layer 20 is formed at a temperature similar to that of the semiconductor layer 30 formed after the control passivation layer 20, the control passivation layer 20 and the semiconductor layer 30 are formed in a continuous process, and a manufacturing process is performed. Can be simplified.

上述した太陽電池100の製造方法の一実施例の変形例を図6A及び図6Bを参照して詳細に説明する。図3A〜図3F、図4及び図5を参照して、上述した内容と同一又は極めて類似するものに対しては詳細な説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。そして、上述した実施例又はこれを変形した例と、下記の実施例又はこれを変形した例とを互いに結合したものも本発明の範囲に属する。   The modification of one Example of the manufacturing method of the solar cell 100 mentioned above is demonstrated in detail with reference to FIG. 6A and 6B. With reference to FIGS. 3A to 3F, FIG. 4 and FIG. 5, detailed description will be omitted for parts that are the same as or very similar to those described above, and different parts will be described in detail. And what combined the example mentioned above or the example which changed this, and the following example or the example which changed this also belongs to the range of the present invention.

図6A及び図6Bは、本発明の変形例に係る太陽電池の製造方法における制御パッシベーション層の形成段階を示した断面図である。   6A and 6B are cross-sectional views illustrating a formation step of a control passivation layer in a method for manufacturing a solar cell according to a modification of the present invention.

図6A及び図6Bを参照すると、本変形例において、半導体基板10上に形成される保護膜である制御パッシベーション層20は、予備保護膜200を形成した後、熱処理工程を行うことによって形成された保護膜であり得る。   Referring to FIGS. 6A and 6B, in this modification, the control passivation layer 20 that is a protective film formed on the semiconductor substrate 10 is formed by performing a heat treatment process after forming the preliminary protective film 200. It can be a protective film.

すなわち、図6Aに示したように、半導体基板10上に予備保護膜200を形成する。予備保護膜200は、熱処理工程と同じかそれより低い温度(すなわち、600℃以下の温度)で行われる多様な工程で形成することができる。このように予備保護膜200を熱処理工程より低い温度で形成し、高い温度で行われる工程の追加を防止し、工程負担を減少させることがある。   That is, as shown in FIG. 6A, the preliminary protective film 200 is formed on the semiconductor substrate 10. The preliminary protective film 200 can be formed by various processes performed at a temperature equal to or lower than that of the heat treatment process (that is, a temperature of 600 ° C. or lower). As described above, the preliminary protective film 200 may be formed at a temperature lower than that of the heat treatment process to prevent the addition of a process performed at a high temperature and reduce the process burden.

一例として、予備保護膜200は、湿式化学(wet chemical)溶液を用いる湿式化学工程で形成することができる。湿式化学工程では、湿式化学溶液を塗布又は位置させ、半導体基板10の表面に制御パッシベーション層20より薄い厚さ及び/又は低い膜密度を有する予備保護膜200を形成する。湿式化学溶液は、半導体基板10との反応によって半導体基板10の表面に予備保護膜200を形成できる多様な溶液を含むことができる。一例として、湿式化学溶液が塩酸(HCl)、過酸化水素(H22)、又はこれらの混合物であり得る。これは、このような溶液が、半導体基板10との反応により、半導体基板10に酸化物で構成される予備保護膜200を容易に形成できるためである。 As an example, the preliminary protective layer 200 may be formed by a wet chemical process using a wet chemical solution. In the wet chemical process, a wet chemical solution is applied or positioned to form a preliminary protective film 200 having a thickness and / or a lower film density than the control passivation layer 20 on the surface of the semiconductor substrate 10. The wet chemical solution may include various solutions capable of forming the preliminary protective film 200 on the surface of the semiconductor substrate 10 by reaction with the semiconductor substrate 10. As an example, the wet chemical solution may be hydrochloric acid (HCl), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), or a mixture thereof. This is because such a solution can easily form the preliminary protective film 200 made of an oxide on the semiconductor substrate 10 by reaction with the semiconductor substrate 10.

又は、予備保護膜200を乾式工程(例えば、蒸着(一例として、化学気相蒸着又は低圧化学気相蒸着)などによって形成することもできる。   Alternatively, the preliminary protective film 200 can be formed by a dry process (for example, vapor deposition (for example, chemical vapor deposition or low pressure chemical vapor deposition)).

続いて、図6Bに示したように、予備保護膜200に熱処理工程を行うことによって制御パッシベーション層20を形成する。このような熱処理工程は、図3A、図4及び図5を参照して説明した熱処理工程と同一又は極めて類似するので、図3A、図4及び図5を参照した説明をそのまま適用することができる。但し、図6Bを参照した熱処理工程は、図3Aを参照した熱処理工程と異なり、必ず酸素気体を含むべきものではなく、酸素気体を含んでいない状態で熱処理することも可能である。   Subsequently, as shown in FIG. 6B, the control passivation layer 20 is formed by performing a heat treatment process on the preliminary protective film 200. Since such a heat treatment process is the same as or very similar to the heat treatment process described with reference to FIGS. 3A, 4 and 5, the description with reference to FIGS. 3A, 4 and 5 can be applied as it is. . However, unlike the heat treatment step with reference to FIG. 3A, the heat treatment step with reference to FIG. 6B does not necessarily contain oxygen gas, and it is possible to perform the heat treatment without containing oxygen gas.

このように、本変形例では、制御パッシベーション層20より薄い厚さ及び/又は低い膜密度を有する予備保護膜200を先に形成した後、熱処理工程を行うことによって制御パッシベーション層20を形成する。そうすると、制御パッシベーション層20の均一度及び膜密度を向上させることができる。そして、図6Aに示した予備保護膜200を形成する工程を別途に行わず、半導体基板10の洗浄工程で図6Aに示した予備保護膜200を形成する工程を共に行うことができる。そうすると、別途の工程を追加しなくて、図6Aに示した予備保護膜200を形成する工程を行えるので、単純な製造工程によって予備保護膜200を形成することができる。   Thus, in this modification, after forming the preliminary | backup protective film 200 which has thickness and / or film density lower than the control passivation layer 20 previously, the control passivation layer 20 is formed by performing a heat treatment process. Then, the uniformity and the film density of the control passivation layer 20 can be improved. 6A can be performed together with the process of forming the preliminary protective film 200 shown in FIG. 6A in the cleaning process of the semiconductor substrate 10 without performing the process of forming the preliminary protective film 200 shown in FIG. 6A separately. Then, the step of forming the preliminary protective film 200 shown in FIG. 6A can be performed without adding a separate process, and thus the preliminary protective film 200 can be formed by a simple manufacturing process.

上述した説明及び図面では、酸化膜200を形成する工程以後に熱処理工程を行い、制御パッシベーション層20を形成する場合を例示した。しかし、熱処理工程を別途に行わず、太陽電池100の製造のための他の熱処理工程(例えば、図3Bに示した半導体層300の形成工程、図3Dに示したドーピング工程又はこのための活性化熱処理工程、電極形成工程など)で行われる熱処理工程時に図6Bに示した熱処理工程を共に行うことができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   In the above description and drawings, the case where the heat treatment step is performed after the step of forming the oxide film 200 and the control passivation layer 20 is formed is illustrated. However, another heat treatment process for manufacturing the solar cell 100 (for example, the formation process of the semiconductor layer 300 shown in FIG. 3B, the doping process shown in FIG. 3D or activation for this) is not performed separately. The heat treatment step shown in FIG. 6B can be performed together with the heat treatment step performed in the heat treatment step, the electrode formation step, and the like. However, the present invention is not limited to this.

上述した実施例では、第1及び第2導電型領域32、34が半導体基板10の後面で半導体基板10上に別個に位置するとき、半導体基板10上に形成される保護膜である制御パッシベーション層20を上述した熱処理工程を含む方法で形成する場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはない。一例として、半導体基板10上に形成される前面パッシベーション膜24、及び半導体層30(又は導電型領域32、34)上に形成される後面パッシベーション膜40のうち少なくとも一つが上述した熱処理工程を含む工程によって形成される保護膜であってもよい。また、上述した熱処理工程を含む方法で製造できる保護膜の他の例を図7及び図8を参照して詳細に説明する。上述した説明と同一又は極めて類似する部分に対しては上述した説明をそのまま適用できるので、これに対する詳細な説明は省略し、互いに異なる部分に対してのみ詳細に説明する。そして、上述した実施例又はこれを変形した例と下記の実施例又はこれを変形した例を互いに結合したものも本発明の範囲に属する。   In the embodiment described above, when the first and second conductivity type regions 32 and 34 are separately located on the semiconductor substrate 10 on the rear surface of the semiconductor substrate 10, the control passivation layer that is a protective film formed on the semiconductor substrate 10. The case where 20 is formed by the method including the heat treatment step described above is illustrated. However, the present invention is not limited to this. As an example, at least one of the front passivation film 24 formed on the semiconductor substrate 10 and the rear passivation film 40 formed on the semiconductor layer 30 (or the conductivity type regions 32 and 34) includes the above-described heat treatment process. May be a protective film. Further, another example of the protective film that can be manufactured by the method including the heat treatment step described above will be described in detail with reference to FIGS. Since the above description can be applied as it is to the same or very similar part as the above description, a detailed description thereof will be omitted, and only different parts will be described in detail. And what combined the example mentioned above or the example which changed this, and the following example or the example which changed this also belongs to the range of the present invention.

図7は、本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の他の例を示した断面図である。図8は、図7に示した太陽電池の概略的な平面図である。   FIG. 7: is sectional drawing which showed the other example of the solar cell manufactured by the manufacturing method of the solar cell which concerns on the Example of this invention. FIG. 8 is a schematic plan view of the solar cell shown in FIG.

図7を参照すると、本実施例に係る太陽電池100は、ベース領域110を含む半導体基板10と、半導体基板10に形成される導電型領域32、34と、半導体基板10上に形成される保護膜である前面及び後面パッシベーション膜24、40と、後面パッシベーション膜40を貫通して導電型領域32、34に連結される電極42、44とを含む。このとき、半導体基板10上に形成される保護膜である前面及び後面パッシベーション膜24、40のうち少なくとも一つは、本実施例に係る熱処理工程を含む製造方法によって形成することができる。   Referring to FIG. 7, the solar cell 100 according to the present embodiment includes a semiconductor substrate 10 including a base region 110, conductivity type regions 32 and 34 formed on the semiconductor substrate 10, and protection formed on the semiconductor substrate 10. It includes front and rear passivation films 24 and 40 that are films, and electrodes 42 and 44 that pass through the rear passivation film 40 and are connected to the conductivity type regions 32 and 34. At this time, at least one of the front and rear passivation films 24 and 40, which are protective films formed on the semiconductor substrate 10, can be formed by a manufacturing method including a heat treatment process according to the present embodiment.

より具体的に、導電型領域32、34は、半導体基板10の前面側に位置し、第1導電型を有する第1導電型領域32と、半導体基板10の後面側に位置し、第2導電型を有する第2導電型領域34とを含むことができる。そして、電極42、44は、第1導電型領域32に連結される第1電極42と、第2導電型領域34に連結される第2電極44とを含むことができる。そして、半導体基板10上に形成される保護膜は、第1導電型領域32上で半導体基板10の前面上に形成される前面パッシベーション膜24と、第2導電型領域34上で半導体基板10の後面上に形成される後面パッシベーション膜40とを含むことができる。そして、前面パッシベーション膜24上に位置する反射防止膜26をさらに含むことができる。   More specifically, the conductivity type regions 32 and 34 are located on the front surface side of the semiconductor substrate 10, located on the rear surface side of the first conductivity type region 32 having the first conductivity type, and the second conductivity type. And a second conductivity type region 34 having a mold. The electrodes 42 and 44 may include a first electrode 42 connected to the first conductivity type region 32 and a second electrode 44 connected to the second conductivity type region 34. The protective film formed on the semiconductor substrate 10 includes the front passivation film 24 formed on the front surface of the semiconductor substrate 10 on the first conductivity type region 32 and the semiconductor substrate 10 on the second conductivity type region 34. And a rear surface passivation film 40 formed on the rear surface. Further, an antireflection film 26 located on the front passivation film 24 can be further included.

本実施例において、導電型領域32、34は、半導体基板10の内部にドーパントをドープすることによって形成され、半導体基板10の一部を構成するドーピング領域として構成される。このように半導体基板10を構成するベース領域110と導電型領域32、34は、含まれるドーパントの種類及び濃度によって定義することができる。例えば、半導体基板10において、第1導電型ドーパントを含み、第1導電型を有する領域を第1導電型領域32と定義し、第2導電型ドーパントを低いドーピング濃度で含み、第2導電型を有する領域をベース領域110と定義し、第2導電型ドーパントをベース領域110より高いドーピング濃度で含み、第2導電型を有する領域を第2導電型領域34と定義することができる。すなわち、ベース領域110及び導電型領域32、34は、半導体基板10の結晶構造を有しながら導電型及びドーピング濃度が互いに異なる領域である。   In the present embodiment, the conductivity type regions 32 and 34 are formed by doping a dopant into the semiconductor substrate 10 and are configured as doping regions constituting a part of the semiconductor substrate 10. Thus, the base region 110 and the conductivity type regions 32 and 34 constituting the semiconductor substrate 10 can be defined by the type and concentration of the dopant contained. For example, in the semiconductor substrate 10, a region including the first conductivity type and having the first conductivity type is defined as the first conductivity type region 32, the second conductivity type dopant is included at a low doping concentration, and the second conductivity type is defined. The region having the second conductivity type may be defined as the second conductivity type region 34, and the region having the second conductivity type may be defined as the second conductivity type region 34. In other words, the base region 110 and the conductivity type regions 32 and 34 are regions having different conductivity types and doping concentrations while having the crystal structure of the semiconductor substrate 10.

第1導電型領域32に含まれる第1導電型ドーパントがn型又はp型のドーパントであり、ベース領域110及び第2導電型領域34に含まれる第2導電型ドーパントが第1導電型領域32の第1導電型と反対の導電型を有するp型又はn型のドーパントであり得る。p型又はn型のドーパントには、上述した実施例に記載された内容をそのまま適用することができる。   The first conductivity type dopant contained in the first conductivity type region 32 is an n-type or p-type dopant, and the second conductivity type dopant contained in the base region 110 and the second conductivity type region 34 is the first conductivity type region 32. It may be a p-type or n-type dopant having a conductivity type opposite to the first conductivity type. The contents described in the above-described embodiments can be applied as they are to the p-type or n-type dopant.

一例として、第1導電型領域32がp型を有し、ベース領域110及び第2導電型領域34がn型を有することができる。第1導電型領域32とベース領域110によって形成されたpn接合に光が照射されると、光電効果によって生成された電子が半導体基板10の後面側に移動して第2電極44によって収集され、正孔が半導体基板10の前面側に移動して第1電極42によって収集される。これによって電気エネルギーが発生する。そうすると、電子より遅い移動速度を有する正孔が半導体基板10の後面でない前面に移動し、変換効率を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、ベース領域110及び第2導電型領域34がp型を有し、第1導電型領域32がn型を有することも可能である。   As an example, the first conductivity type region 32 may have a p-type, and the base region 110 and the second conductivity type region 34 may have an n-type. When light is applied to the pn junction formed by the first conductivity type region 32 and the base region 110, electrons generated by the photoelectric effect move to the rear surface side of the semiconductor substrate 10 and are collected by the second electrode 44. The holes move to the front side of the semiconductor substrate 10 and are collected by the first electrode 42. This generates electrical energy. If it does so, the hole which has a moving speed slower than an electron will move to the front surface which is not the rear surface of the semiconductor substrate 10, and it can improve conversion efficiency. However, the present invention is not limited to this, and the base region 110 and the second conductivity type region 34 may have a p-type, and the first conductivity type region 32 may have an n-type.

図面では、半導体基板10の前面及び後面にそれぞれテクスチャリングによる凹凸が形成された場合を図示した。しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、半導体基板10の前面及び後面のいずれか一つにテクスチャリングによる凹凸が形成されたり、半導体基板10の前面及び後面にテクスチャリングによる凹凸が形成されないことも可能である。   In the drawing, the case where unevenness by texturing is formed on the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 10 is shown. However, the present invention is not limited to this. Therefore, it is possible that unevenness due to texturing is formed on any one of the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 10, or unevenness due to texturing is not formed on the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 10.

本実施例において、半導体基板10の前面及び後面にそれぞれ形成される保護膜である前面パッシベーション膜24及び後面パッシベーション膜40のうち少なくとも一つは、本実施例に係る熱処理工程を含む方法で形成された保護膜であり得る。一例として、導電型領域32、34のうちn型を有する領域上に形成されたパッシベーション膜24、40は、本実施例に係る熱処理工程を含む方法で形成された保護膜であり得る。本実施例に係る熱処理工程を含む方法で形成される保護膜がシリコン酸化物層として構成されるが、これは、このようなシリコン酸化物層が固定正電荷を有し、n型をパッシベートするのに適しているためである。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   In this embodiment, at least one of the front passivation film 24 and the rear passivation film 40 which are protective films respectively formed on the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 10 is formed by a method including a heat treatment process according to this embodiment. It can be a protective film. As an example, the passivation films 24 and 40 formed on the n-type regions of the conductivity type regions 32 and 34 may be protective films formed by a method including a heat treatment process according to the present embodiment. The protective film formed by the method including the heat treatment process according to the present embodiment is configured as a silicon oxide layer. This is because such a silicon oxide layer has a fixed positive charge and passivates the n-type. It is because it is suitable for. However, the present invention is not limited to this.

一例として、第2導電型領域34がn型を有する場合、半導体基板10の後面に位置(一例として、接触)する後面パッシベーション膜40が、本実施例に係る熱処理工程を含む方法で形成された保護膜であり得る。このような後面パッシベーション膜40は、2nm〜10nmの厚さ(一例として、3nm〜6nm)を有することができる。後面パッシベーション膜40の厚さが2nm未満であると、パッシベーション特性に優れていないおそれがあり、後面パッシベーション膜40の厚さが10nmを超えると、工程時間が増加し得る。パッシベーション特性及び工程時間をさらに考慮すると、後面パッシベーション膜40の厚さは3nm〜6nmであり得る。しかし、本発明が後面パッシベーション膜40の厚さに限定されることはない。   As an example, when the second conductivity type region 34 has an n-type, the rear surface passivation film 40 positioned (contacted as an example) on the rear surface of the semiconductor substrate 10 is formed by the method including the heat treatment process according to the present embodiment. It can be a protective film. Such a rear surface passivation film 40 may have a thickness of 2 nm to 10 nm (for example, 3 nm to 6 nm). If the thickness of the rear surface passivation film 40 is less than 2 nm, the passivation characteristics may not be excellent, and if the thickness of the rear surface passivation film 40 exceeds 10 nm, the process time may increase. Considering the passivation characteristics and the process time further, the thickness of the rear surface passivation film 40 may be 3 nm to 6 nm. However, the present invention is not limited to the thickness of the rear surface passivation film 40.

そして、前面パッシベーション膜24及び/又は反射防止膜26は、上述した実施例で説明した多様な物質で形成することができる。これに対する説明は省略する。   The front passivation film 24 and / or the antireflection film 26 can be formed of various materials described in the above embodiments. The description for this is omitted.

しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第1導電型領域32がn型を有し、前面パッシベーション膜24を本実施例に係る熱処理工程によって形成することもできる。又は、導電型とは関係なく、前面パッシベーション膜24及び/又は後面パッシベーション膜40を本実施例に係る熱処理工程によって形成することができる。その他の多様な変形が可能である。   However, the present invention is not limited to this, and the first conductivity type region 32 may be n-type, and the front passivation film 24 may be formed by the heat treatment process according to the present embodiment. Alternatively, regardless of the conductivity type, the front passivation film 24 and / or the rear passivation film 40 can be formed by the heat treatment process according to this embodiment. Various other variations are possible.

図8を参照すると、第1及び第2電極42、44は、一定のピッチを有しながら互いに離隔する複数のフィンガー電極42a、44aを含むことができる。図面では、フィンガー電極42a、44aが互いに平行であり、半導体基板10の縁部に対して平行である場合を例示したが、本発明がこれに限定されることはない。そして、第1及び第2電極42、44は、各フィンガー電極42a、44aと交差する方向に形成され、フィンガー電極42a、44aを連結するバスバー電極42b、44bを含むことができる。このようなバスバー電極42b、44bは一つのみ備えることもでき、図8に示したように、フィンガー電極42a、44aのピッチより大きいピッチを有しながら複数備えることもできる。このとき、バスバー電極42b、44bの幅は、フィンガー電極42a、44aの幅より大きくなり得るが、本発明がこれに限定されることはなく、フィンガー電極42a、44aの幅と同じかそれより小さい幅を有することができる。   Referring to FIG. 8, the first and second electrodes 42 and 44 may include a plurality of finger electrodes 42a and 44a that are spaced apart from each other with a certain pitch. In the drawing, the case where the finger electrodes 42a and 44a are parallel to each other and parallel to the edge of the semiconductor substrate 10 is illustrated, but the present invention is not limited to this. The first and second electrodes 42 and 44 may include bus bar electrodes 42b and 44b that are formed in a direction intersecting with the finger electrodes 42a and 44a and connect the finger electrodes 42a and 44a. Only one bus bar electrode 42b and 44b may be provided, and as shown in FIG. 8, a plurality of bus bar electrodes 42b and 44b may be provided while having a pitch larger than the pitch of the finger electrodes 42a and 44a. At this time, the width of the bus bar electrodes 42b and 44b may be larger than the width of the finger electrodes 42a and 44a, but the present invention is not limited to this, and is the same as or smaller than the width of the finger electrodes 42a and 44a. Can have a width.

断面上で見ると、第1電極42のフィンガー電極42a及びバスバー電極42bは、全て前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26を貫通するように形成することもできる。すなわち、第1開口部402は、第1電極42のフィンガー電極42a及びバスバー電極42bに全て対応するように形成することができる。そして、第2電極44のフィンガー電極44a及びバスバー電極44bは、全て後面パッシベーション膜40を貫通するように形成することもできる。すなわち、第2開口部404は、第2電極44のフィンガー電極44a及びバスバー電極44bに全て対応するように形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。他の例として、第1電極42のフィンガー電極42aは前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26を貫通するように形成し、バスバー電極42bは前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26上に形成することができる。そして、第2電極44のフィンガー電極44aは後面パッシベーション膜40を貫通するように形成し、バスバー電極44bは後面パッシベーション膜40上に形成することができる。   When viewed in cross section, the finger electrodes 42 a and the bus bar electrodes 42 b of the first electrode 42 can all be formed to penetrate the front passivation film 24 and the antireflection film 26. That is, the first opening 402 can be formed so as to correspond to all of the finger electrodes 42a and the bus bar electrodes 42b of the first electrode 42. The finger electrodes 44 a and the bus bar electrodes 44 b of the second electrode 44 can all be formed so as to penetrate the rear surface passivation film 40. That is, the second opening 404 can be formed so as to correspond to all of the finger electrodes 44 a and the bus bar electrodes 44 b of the second electrode 44. However, the present invention is not limited to this. As another example, the finger electrode 42a of the first electrode 42 may be formed to penetrate the front passivation film 24 and the antireflection film 26, and the bus bar electrode 42b may be formed on the front passivation film 24 and the antireflection film 26. it can. The finger electrode 44 a of the second electrode 44 can be formed so as to penetrate the rear surface passivation film 40, and the bus bar electrode 44 b can be formed on the rear surface passivation film 40.

本実施例では、太陽電池100の第1及び第2電極42、44が一定のパターンを有し、太陽電池100は、半導体基板10の前面及び後面に光が入射され得る両面受光型(bi―facial)構造を有する。これによって太陽電池100で使用される光量を増加させ、太陽電池100の効率向上に寄与することができる。   In this embodiment, the first and second electrodes 42 and 44 of the solar cell 100 have a certain pattern, and the solar cell 100 is a double-sided light receiving type (bi−) in which light can be incident on the front and rear surfaces of the semiconductor substrate 10. (facial) structure. As a result, the amount of light used in the solar cell 100 can be increased, and the efficiency of the solar cell 100 can be improved.

図面では、第1電極42と第2電極44が互いに同一の形状を有する場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第1電極42のフィンガー電極及びバスバー電極の幅及びピッチなどは、第2電極44のフィンガー電極44a及びバスバー電極44bの幅及びピッチなどと互いに異なる値を有することができる。また、第1電極42と第2電極44の形状が互いに異なることも可能であり、その他の多様な変形が可能である。例えば、第2電極44は、パターンを有することなく半導体基板10の後面に全体的に形成することもできる。   In the drawing, the case where the first electrode 42 and the second electrode 44 have the same shape is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the width and pitch of the finger electrode and bus bar electrode of the first electrode 42 are the same as the width and pitch of the finger electrode 44a and bus bar electrode 44b of the second electrode 44. Can have different values. Further, the shapes of the first electrode 42 and the second electrode 44 can be different from each other, and various other modifications are possible. For example, the second electrode 44 may be formed entirely on the rear surface of the semiconductor substrate 10 without having a pattern.

本実施例に係る後面パッシベーション膜40を備える太陽電池100の製造工程を図9A〜図9Dを参照して説明する。図3A〜図3F、図4、図5、図6A及び図6Bを参照した説明と同一又は類似する説明に対する詳細な説明は省略し、互いに異なる部分のみを説明する。   A manufacturing process of the solar cell 100 including the rear surface passivation film 40 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 9D. Detailed descriptions for the same or similar descriptions to those described with reference to FIGS. 3A to 3F, 4, 5, 6A and 6B are omitted, and only different portions will be described.

図9A〜図9Dは、本発明の他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。   9A to 9D are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention.

図9Aに示したように、半導体基板10に第1及び第2導電型領域32、34を形成する。第1及び第2導電型領域32、34は、熱拡散法(thermal diffusion)、イオン注入法、レーザードーピング法などの多様な方法によって形成することができる。   As shown in FIG. 9A, first and second conductivity type regions 32 and 34 are formed in the semiconductor substrate 10. The first and second conductivity type regions 32 and 34 may be formed by various methods such as a thermal diffusion method, an ion implantation method, and a laser doping method.

続いて、図9Bに示したように、第2導電型領域34上に後面パッシベーション膜40を形成する。後面パッシベーション膜40を形成する熱処理工程は、図3A、図4及び図5を参照して説明したものと同一又は極めて類似する。但し、後面パッシベーション膜40の厚さを相対的に厚く形成するために、上述した温度範囲内で熱処理温度及び熱処理時間などを多少調節することができる。すなわち、上述したように、熱処理温度が600℃以上(より具体的には、600℃〜900℃)であり得るが、本実施例では、一例として、800℃〜900℃であり得る。これは、後面パッシベーション膜40が制御パッシベーション層(図1の参照符号20)より厚い厚さを有してもよいので、熱処理温度Tを多少高めることができるためである。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   Subsequently, as shown in FIG. 9B, a rear passivation film 40 is formed on the second conductivity type region 34. The heat treatment process for forming the rear surface passivation film 40 is the same as or very similar to that described with reference to FIGS. 3A, 4 and 5. However, in order to form the rear passivation film 40 with a relatively large thickness, the heat treatment temperature, the heat treatment time, and the like can be slightly adjusted within the above-described temperature range. That is, as described above, the heat treatment temperature may be 600 ° C. or higher (more specifically, 600 ° C. to 900 ° C.), but in the present embodiment, it may be 800 ° C. to 900 ° C. as an example. This is because the rear surface passivation film 40 may have a thickness greater than that of the control passivation layer (reference numeral 20 in FIG. 1), so that the heat treatment temperature T can be somewhat increased. However, the present invention is not limited to this.

続いて、図9Cに示したように、第1導電型領域32上に前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 9C, the front passivation film 24 and the antireflection film 26 are formed on the first conductivity type region 32.

図面及び説明では、後面パッシベーション膜40を前面パッシベーション膜24及び/反射防止膜26より先に形成した場合を例示したが、本発明がこれに限定されることはない。後面パッシベーション膜40、前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26の形成順序は多様に変形可能である。そして、後面パッシベーション膜40と前面パッシベーション膜24を上述した工程を用いて同時に形成したり、後面パッシベーション膜40と反射防止膜26を上述した工程を用いて同時に形成することもできる。   In the drawings and description, the case where the rear passivation film 40 is formed prior to the front passivation film 24 and / or the antireflection film 26 is illustrated, but the present invention is not limited to this. The order of forming the rear surface passivation film 40, the front surface passivation film 24, and the antireflection film 26 can be variously modified. Then, the rear surface passivation film 40 and the front surface passivation film 24 can be formed simultaneously using the above-described steps, or the rear surface passivation film 40 and the antireflection film 26 can be formed simultaneously using the above-described steps.

続いて、図9Dに示したように、後面パッシベーション膜40を貫通する第2電極44と、前面パッシベーション膜24及び反射防止膜26を貫通する第1電極42とを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 9D, a second electrode 44 that penetrates the rear surface passivation film 40 and a first electrode 42 that penetrates the front surface passivation film 24 and the antireflection film 26 are formed.

このように後面パッシベーション膜40を一定の熱処理温度及び気体雰囲気で形成すると、後面パッシベーション膜40の純度及び膜密度を向上させ、界面トラップ濃度を低減させることができる。そして、後で行われる高い温度の工程でも優れた安定性を有することができる。上述した説明では、後面パッシベーション膜40のみが一定の温度及び気体雰囲気で形成された場合を例示したが、前面パッシベーション膜24又は反射防止膜26は上述した熱処理温度T、気体雰囲気などによって形成することもできる。上述した熱処理工程を含む方法で製造できる保護膜の他の例を図10A〜図10Dを参照して詳細に説明する。図10A〜図10Dの実施例には、図1〜図5を参照した実施例と同一又は類似するので、これに対する説明をそのまま適用することができる。これによって、同一又は類似する部分に対する詳細な説明は省略し、互いに異なる部分に対してのみ詳細に説明する。そして、上述した実施例又はこれを変形した例と下記の実施例又はこれを変形した例を互いに結合したものも本発明の範囲に属する。   When the rear surface passivation film 40 is thus formed at a constant heat treatment temperature and gas atmosphere, the purity and film density of the rear surface passivation film 40 can be improved, and the interface trap concentration can be reduced. And it can have the outstanding stability also in the process of the high temperature performed later. In the above description, the case where only the rear surface passivation film 40 is formed at a constant temperature and gas atmosphere is exemplified, but the front surface passivation film 24 or the antireflection film 26 is formed at the above-described heat treatment temperature T, gas atmosphere, or the like. You can also. Another example of the protective film that can be manufactured by the method including the heat treatment step described above will be described in detail with reference to FIGS. 10A to 10D. The embodiment shown in FIGS. 10A to 10D is the same as or similar to the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, and the description thereof can be applied as it is. Accordingly, detailed description of the same or similar parts will be omitted, and only different parts will be described in detail. And what combined the example mentioned above or the example which changed this, and the following example or the example which changed this also belongs to the range of the present invention.

図10A〜図10Dは、本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。   10A to 10D are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a solar cell according to still another embodiment of the present invention.

本実施例では、図1及び図2に示した太陽電池100を製造し、後面パッシベーション膜40及び/又は前面パッシベーション膜24をハロゲン気体を含む気体雰囲気で熱処理して形成するという点で図3A〜図3Fと異なっている。   In this embodiment, the solar cell 100 shown in FIGS. 1 and 2 is manufactured, and the rear passivation film 40 and / or the front passivation film 24 is formed by heat treatment in a gas atmosphere containing a halogen gas. Different from FIG. 3F.

図10Aに示したように、半導体基板10に制御パッシベーション層20、第1及び第2導電型領域32、34を含む半導体層30、半導体基板10の前面のテクスチャリング構造及び前面電界領域130を形成する。制御パッシベーション層20は、公知の多様な方法によって形成することができ、その他の形成工程は、図3A〜図3Dを参照して説明した方法と同一の方法によって行うことができる。   As shown in FIG. 10A, a control passivation layer 20, a semiconductor layer 30 including first and second conductivity type regions 32 and 34, a texturing structure on the front surface of the semiconductor substrate 10, and a front electric field region 130 are formed on the semiconductor substrate 10. To do. The control passivation layer 20 can be formed by various known methods, and other forming steps can be performed by the same method as described with reference to FIGS. 3A to 3D.

続いて、図10Bに示したように、半導体基板10の前面及び/又は後面に他の保護膜を形成する。例えば、半導体基板10の前面に前面パッシベーション膜24を形成し、半導体基板10の後面に後面パッシベーション膜40を形成する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 10B, another protective film is formed on the front surface and / or the rear surface of the semiconductor substrate 10. For example, the front passivation film 24 is formed on the front surface of the semiconductor substrate 10, and the rear passivation film 40 is formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10.

本実施例において、前面パッシベーション膜24及び後面パッシベーション膜40は、相対的に高い温度でハロゲン元素を有するハロゲン気体を含む気体雰囲気で熱処理する工程を含む方法で形成される。熱処理工程は、図3A、図4及び図5を参照して説明したものと同一又は極めて類似する。但し、前面及び後面パッシベーション膜24、40の厚さを相対的に厚く形成するために、上述した温度範囲内で熱処理温度及び熱処理時間などを多少調節することができる。すなわち、上述したように、熱処理温度は600℃以上(より具体的には、600℃〜900℃)であり得るが、本実施例では、一例として、800℃〜900℃であり得る。これは、前面及び後面パッシベーション膜24、40が、制御パッシベーション層(図1の参照符号20)より厚い厚さを有してもよいので、熱処理温度Tを多少高めることができるためである。しかし、本発明がこれに限定されることはない。   In the present embodiment, the front passivation film 24 and the rear passivation film 40 are formed by a method including a step of heat-treating in a gas atmosphere containing a halogen gas having a halogen element at a relatively high temperature. The heat treatment process is the same as or very similar to that described with reference to FIGS. 3A, 4 and 5. However, in order to form the front and rear passivation films 24 and 40 relatively thick, the heat treatment temperature and the heat treatment time can be slightly adjusted within the above-described temperature range. That is, as described above, the heat treatment temperature may be 600 ° C. or higher (more specifically, 600 ° C. to 900 ° C.), but in this example, it may be 800 ° C. to 900 ° C. as an example. This is because the heat treatment temperature T can be slightly increased because the front and rear passivation films 24 and 40 may have a thickness greater than that of the control passivation layer (reference numeral 20 in FIG. 1). However, the present invention is not limited to this.

本実施例の熱処理工程で熱酸化によって前面及び後面パッシベーション膜24、40を形成することができる。原料気体が酸素気体を含み、前面及び後面パッシベーション膜24、40は酸化物層として構成することができる。一例として、高い温度で酸素と半導体基板10の半導体物質(例えば、シリコン)が反応して形成される熱酸化物(例えば、熱的シリコン酸化物)層が前面及び後面パッシベーション膜24、40を構成することができる。   The front and rear passivation films 24 and 40 can be formed by thermal oxidation in the heat treatment process of this embodiment. The source gas contains oxygen gas, and the front and back passivation films 24 and 40 can be configured as oxide layers. As an example, a thermal oxide (eg, thermal silicon oxide) layer formed by a reaction between oxygen and a semiconductor material (eg, silicon) of the semiconductor substrate 10 at a high temperature constitutes the front and back passivation films 24 and 40. can do.

本実施例において、半導体層30の表面で1nm〜3nmの厚さの半導体物質が酸素と結合し、3nm〜6nmの厚さをそれぞれ有する前面及び後面パッシベーション膜24、40を形成することができる。前面及び後面パッシベーション膜24、40がこのような厚さを有するとき、パッシベーション特性を大きく向上させることができる。すなわち、前面及び後面パッシベーション膜24、40の厚さがそれぞれ3nm未満であると、十分なパッシベーション特性を具現することが難しく、前面及び後面パッシベーション膜24、40の厚さがそれぞれ6nmを超えると、熱処理工程の時間が増加し、これによって半導体層30の特性が低下し得る。酸素と結合した半導体層30の厚さ、前面及び後面パッシベーション膜24、40の厚さなどは、透過電子顕微鏡(TEM)などを通じて測定及び評価可能である。   In this embodiment, a semiconductor material having a thickness of 1 nm to 3 nm is bonded to oxygen on the surface of the semiconductor layer 30 to form front and rear surface passivation films 24 and 40 having a thickness of 3 nm to 6 nm, respectively. When the front and rear passivation films 24 and 40 have such a thickness, the passivation characteristics can be greatly improved. That is, if the thickness of the front and back passivation films 24 and 40 is less than 3 nm, it is difficult to implement sufficient passivation characteristics. If the thickness of the front and back passivation films 24 and 40 exceeds 6 nm, The time for the heat treatment process is increased, which may deteriorate the characteristics of the semiconductor layer 30. The thickness of the semiconductor layer 30 combined with oxygen, the thickness of the front and back passivation films 24 and 40, and the like can be measured and evaluated through a transmission electron microscope (TEM).

このとき、半導体基板10の前面に隣接して位置する前面パッシベーション膜24が上述した熱処理工程によって形成されると、優れた品質を有するようになる。これによって、パッシベーション特性を大きく向上させることができる。このとき、半導体基板10の前面は、テクスチャリング構造によって半導体基板10の内部(バルク)が露出しているので、後面より品質を低下させるイオン(例えば、ナトリウムイオン)が多く存在し、ゲッタリングが多く起こり得る領域であるが、前面パッシベーション膜24が優れた品質を有すると、パッシベーション効果が大きく増加し得る。   At this time, when the front surface passivation film 24 positioned adjacent to the front surface of the semiconductor substrate 10 is formed by the above-described heat treatment process, it has excellent quality. Thereby, the passivation characteristics can be greatly improved. At this time, since the inside (bulk) of the semiconductor substrate 10 is exposed on the front surface of the semiconductor substrate 10 due to the texturing structure, there are many ions (for example, sodium ions) that deteriorate the quality from the rear surface, and gettering is not performed. Although it is a region that can occur in many cases, if the front passivation film 24 has excellent quality, the passivation effect can be greatly increased.

本実施例では、半導体基板10の両側に位置する前面及び後面パッシベーション膜24、40を共に形成し、前面ではパターニングなしでそのまま前面パッシベーション膜24を使用し、後面では、図10Dに示したように後面パッシベーション膜40をパターン化して使用する。これによって工程を単純化することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。前面パッシベーション膜24と後面パッシベーション膜40を互いに異なる工程によって形成し、前面及び後面パッシベーション膜24、40のうち少なくとも一つに上述した熱処理工程を適用することができる。又は、前面パッシベーション膜24及び後面パッシベーション膜40を共に形成した後、これらのうち一つを除去して使用することもできる。又は、反射防止膜26と後面パッシベーション膜40を上述した熱処理工程によって同時に形成することができる。その他にも多様な変更が可能である。   In this embodiment, the front and rear passivation films 24 and 40 located on both sides of the semiconductor substrate 10 are formed together, and the front passivation film 24 is used as it is without patterning on the front surface, and as shown in FIG. 10D on the rear surface. The rear passivation film 40 is used after being patterned. This can simplify the process. However, the present invention is not limited to this. The front passivation film 24 and the rear passivation film 40 may be formed by different processes, and the above-described heat treatment process may be applied to at least one of the front and rear passivation films 24 and 40. Alternatively, after the front passivation film 24 and the rear passivation film 40 are formed together, one of them can be removed and used. Alternatively, the antireflection film 26 and the rear surface passivation film 40 can be simultaneously formed by the heat treatment process described above. Various other changes are possible.

続いて、図10Cに示したように、本実施例において、前面パッシベーション膜24上に反射防止膜26を形成することができる。一例として、反射防止膜26を前面パッシベーション膜24上に全体的に形成することができる。反射防止膜26は、真空蒸着法、化学気相蒸着法、スピンコーティング、スクリーン印刷又はスプレーコーティングなどの多様な方法によって形成することができる。   Subsequently, as shown in FIG. 10C, an antireflection film 26 can be formed on the front surface passivation film 24 in this embodiment. As an example, the antireflection film 26 can be entirely formed on the front surface passivation film 24. The antireflection film 26 can be formed by various methods such as vacuum deposition, chemical vapor deposition, spin coating, screen printing, or spray coating.

続いて、図10Dに示したように、第1及び第2導電型領域32、34にそれぞれ連結される第1及び第2電極42、44を形成する。これに対しては図3Fを参照した説明をそのまま適用できるので、これに対する具体的な説明は省略する。   Subsequently, as shown in FIG. 10D, first and second electrodes 42 and 44 connected to the first and second conductivity type regions 32 and 34, respectively, are formed. For this, the description with reference to FIG. 3F can be applied as it is, and a specific description thereof will be omitted.

以下、本発明の実験例によって本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明の実験例は本発明を例示するためのものに過ぎなく、本発明がこれに限定されることはない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples of the present invention. However, the experimental example of the present invention is only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited to this.

実験例1Experimental example 1

図1に示した構造の太陽電池を製造した。このとき、700℃の温度でCl2気体、O2気体及びN2気体を含む気体雰囲気で熱処理する工程で熱酸化によって形成された2nm厚さのシリコン酸化物層を制御パッシベーション層として含んだ。熱処理工程でO2気体:Cl2気体の比率が1:0.1であった。 A solar cell having the structure shown in FIG. 1 was manufactured. At this time, a silicon oxide layer having a thickness of 2 nm formed by thermal oxidation in a process of heat treatment in a gas atmosphere containing Cl 2 gas, O 2 gas, and N 2 gas at a temperature of 700 ° C. was included as a control passivation layer. In the heat treatment step, the ratio of O 2 gas: Cl 2 gas was 1: 0.1.

実験例2Experimental example 2

図1に示した構造の太陽電池を製造した。このとき、HCl及びH22の混合溶液で半導体基板を洗浄しながら薄い酸化膜を形成した後、700℃の温度でCl2気体、O2気体及びN2気体を含む気体雰囲気で熱処理する工程を行った。これによって形成された2nm厚さのシリコン酸化物層を制御パッシベーション層として含んだ。熱処理工程でO2気体:Cl2気体の比率が1:0.1であった。 A solar cell having the structure shown in FIG. 1 was manufactured. At this time, a thin oxide film is formed while cleaning the semiconductor substrate with a mixed solution of HCl and H 2 O 2 , and then heat-treated in a gas atmosphere containing Cl 2 gas, O 2 gas, and N 2 gas at a temperature of 700 ° C. The process was performed. A 2 nm thick silicon oxide layer formed thereby was included as a control passivation layer. In the heat treatment step, the ratio of O 2 gas: Cl 2 gas was 1: 0.1.

比較例1Comparative Example 1

制御パッシベーション層を形成する工程を除いては、実験例と同一の方法によって太陽電池を製造した。このとき、500℃の温度でCl2気体、O2気体及びN2気体を含む気体雰囲気で熱処理する工程で熱酸化によって形成された2nm厚さのシリコン酸化物層を制御パッシベーション層として含んだ。 Except for the step of forming the control passivation layer, a solar cell was manufactured by the same method as in the experimental example. At this time, a silicon oxide layer having a thickness of 2 nm formed by thermal oxidation in a process of heat treatment in a gas atmosphere containing Cl 2 gas, O 2 gas, and N 2 gas at a temperature of 500 ° C. was included as a control passivation layer.

比較例2Comparative Example 2

制御パッシベーション層を形成する工程を除いては、実験例と同一の方法によって太陽電池を製造した。このとき、700℃の温度でO2気体及びN2気体を含む気体雰囲気で熱処理する工程で熱酸化によって形成された2nm厚さのシリコン酸化物層を制御パッシベーション層として含んだ。 Except for the step of forming the control passivation layer, a solar cell was manufactured by the same method as in the experimental example. At this time, a silicon oxide layer having a thickness of 2 nm formed by thermal oxidation in a process of heat treatment in a gas atmosphere containing O 2 gas and N 2 gas at a temperature of 700 ° C. was included as a control passivation layer.

実験例1及び比較例1及び2に係る太陽電池の光ルミネセンス(photoluminescence、PL)写真を撮影した。実験例1に係る太陽電池のPL写真を図11に示し、比較例1に係る太陽電池のPL写真を図12に示し、比較例2に係る太陽電池のPL写真を図13に示した。PL写真において、明るい光を出す部分は、金属不純物及び欠陥などが存在していない部分であり、暗い部分は金属不純物及び欠陥などが存在する部分である。   Photoluminescence (photoluminescence) (PL) photographs of solar cells according to Experimental Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were taken. The PL photograph of the solar cell according to Experimental Example 1 is shown in FIG. 11, the PL photograph of the solar cell according to Comparative Example 1 is shown in FIG. 12, and the PL photograph of the solar cell according to Comparative Example 2 is shown in FIG. In a PL photograph, a portion that emits bright light is a portion where metal impurities and defects are not present, and a dark portion is a portion where metal impurities and defects are present.

図11を参照すると、実験例1に係る太陽電池は、全体的に明るい光を帯びており、金属不純物、欠陥などがほとんど存在していないことが分かる。その一方、図12を参照すると、比較例1に係る太陽電池は部分的に黒い部分を有し、この部分で金属不純物及び欠陥などが存在することが分かる。そして、図13を参照すると、比較例2に係る太陽電池は全体的に黒い部分を有し、金属不純物及び欠陥などが多く存在することが分かる。   Referring to FIG. 11, it can be seen that the solar cell according to Experimental Example 1 has bright light as a whole, and there are almost no metal impurities, defects, and the like. On the other hand, referring to FIG. 12, it can be seen that the solar cell according to Comparative Example 1 has a partially black portion, and metal impurities and defects exist in this portion. Then, referring to FIG. 13, it can be seen that the solar cell according to Comparative Example 2 has a black portion as a whole, and there are many metal impurities and defects.

上述したように、実験例1、比較例1及び2において、他の製造工程は全て同一であり、制御パッシベーション層の工程のみが互いに異なっていた。よって、実験例1のように、600℃以上の熱処理温度及びハロゲン気体を含む気体雰囲気で行われた熱処理工程で優れた特性の制御パッシベーション層が形成されたことが分かる。また、ハロゲン気体を含む気体雰囲気であるとしても、600℃未満の熱処理温度で熱処理工程が行われた比較例1、及び600℃以上の熱処理温度であるが、ハロゲン気体を含んでいない気体雰囲気で熱処理工程が行われた比較例2では、優れた特性の制御パッシベーション層が形成されていないことが分かる。   As described above, in Experimental Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, all other manufacturing processes were the same, and only the process of the control passivation layer was different from each other. Therefore, it can be seen that, as in Experimental Example 1, a control passivation layer having excellent characteristics was formed in a heat treatment step performed in a gas atmosphere containing a heat treatment temperature of 600 ° C. or higher and a halogen gas. Moreover, even if it is a gas atmosphere containing halogen gas, it is the comparative example 1 in which the heat treatment process was performed at a heat treatment temperature of less than 600 ° C., and a heat treatment temperature of 600 ° C. or more, but in a gas atmosphere containing no halogen gas. In Comparative Example 2 in which the heat treatment step was performed, it can be seen that a control passivation layer having excellent characteristics was not formed.

実験例1及び比較例1に係る太陽電池の暗示開放電圧(implied Voc)を測定した結果を図14に示した。図14を参照すると、実験例1に係る太陽電池の暗示開放電圧が比較例1に係る太陽電池の暗示開放電圧より約50mVほど高いことが分かる。600℃以上の熱処理温度及びハロゲン気体を含む気体雰囲気で熱処理工程が行われた実験例1に係る制御パッシベーション層の界面トラップ濃度が低いので、これを含む太陽電池の暗示開放電圧が高いと予想される。その一方、比較例1のように600℃以下の熱処理温度で形成された制御パッシベーション層は、界面トラップ濃度が実験例1より高いので、これを含む太陽電池が相対的に低い暗示開放電圧を有すると予想される。   The result of having measured the implicit open circuit voltage (implied Voc) of the solar cell which concerns on Experimental example 1 and Comparative example 1 was shown in FIG. Referring to FIG. 14, it can be seen that the implicit open circuit voltage of the solar cell according to Experimental Example 1 is approximately 50 mV higher than the implicit open circuit voltage of the solar cell according to Comparative Example 1. Since the interface trap concentration of the control passivation layer according to Experimental Example 1 in which the heat treatment process is performed in a gas atmosphere including a heat treatment temperature of 600 ° C. or higher and a halogen gas is low, it is expected that the implicit open-circuit voltage of the solar cell including this is high. The On the other hand, since the control passivation layer formed at a heat treatment temperature of 600 ° C. or lower as in Comparative Example 1 has a higher interface trap concentration than Experimental Example 1, the solar cell including this has a relatively low implicit open circuit voltage. That is expected.

そして、実験例1及び2、及び比較例1によって製造された太陽電池に対して900℃の温度で追加的な熱処理を行った後、暗示開放電圧を測定した結果を図15に示した。実験例1及び2に係る太陽電池の暗示開放電圧が、比較例1に係る太陽電池の開放電圧より約100mVほど高いことが分かる。これによって、実験例1及び2に係る太陽電池は、後続する高温工程がある場合にも優れた安定性を有する一方、比較例1に係る太陽電池は、後続する高温工程で特性が低下し得ることが分かる。   And after performing additional heat processing at the temperature of 900 degreeC with respect to the solar cell manufactured by Experimental example 1 and 2 and the comparative example 1, the result of having measured the implicit open circuit voltage was shown in FIG. It can be seen that the implicit open circuit voltage of the solar cells according to Experimental Examples 1 and 2 is higher by about 100 mV than the open circuit voltage of the solar cell according to Comparative Example 1. As a result, the solar cells according to Experimental Examples 1 and 2 have excellent stability even when there is a subsequent high-temperature process, while the solar cell according to Comparative Example 1 may deteriorate in characteristics at the subsequent high-temperature process. I understand that.

上述した特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例で例示した特徴、構造、効果などは、各実施例の属する分野で通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組み合わせたり変形して実施可能である。したがって、このような組み合わせ及び変形と関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきであろう。   The features, structures, effects, and the like described above are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc., exemplified in each embodiment can be implemented by combining or modifying other embodiments by those having ordinary knowledge in the field to which each embodiment belongs. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 半導体基板
20 制御パッシベーション層
24 前面パッシベーション膜
26 反射防止膜
30 半導体層
40 後面パッシベーション膜
42、44 電極
100 太陽電池
402、404 開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor substrate 20 Control passivation layer 24 Front surface passivation film 26 Antireflection film 30 Semiconductor layer 40 Rear surface passivation film 42, 44 Electrode 100 Solar cell 402, 404 Opening

Claims (20)

第1導電型を有する結晶質シリコンで構成されたベース領域を含む半導体基板上に絶縁膜として保護膜を形成する段階
を含み、
前記保護膜を形成する段階は、ハロゲン元素を有するハロゲン気体を含む気体雰囲気で600℃以上の熱処理温度で熱処理する工程を含む太陽電池の製造方法。
Forming a protective film as an insulating film on a semiconductor substrate including a base region made of crystalline silicon having the first conductivity type;
The step of forming the protective film includes a step of performing a heat treatment at a heat treatment temperature of 600 ° C. or higher in a gas atmosphere containing a halogen gas containing a halogen element.
前記保護膜を形成する段階では、
熱処理炉内で熱処理する工程を行い、熱酸化法によって前記保護膜を形成し、
低圧化学気相蒸着装置内で前記熱処理する工程を行い、蒸着によって前記保護膜を形成し、又は
保護膜に対する600℃以下の温度での湿式化学工程又は乾式工程により予備保護膜を形成する工程を行い、その後、前記予備保護膜を前記熱処理工程によって600℃以上の温度で熱処理する、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
In the step of forming the protective film,
Performing a heat treatment process in a heat treatment furnace, forming the protective film by a thermal oxidation method,
Performing the heat treatment in a low-pressure chemical vapor deposition apparatus, forming the protective film by vapor deposition, or forming a preliminary protective film by a wet chemical process or a dry process at a temperature of 600 ° C. or lower with respect to the protective film. The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the preliminary protective film is heat-treated at a temperature of 600 ° C. or higher by the heat treatment step.
前記ハロゲン気体は、前記ハロゲン元素としてフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチン及びウンウンセプチウムのうち少なくとも一つを含む、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the halogen gas contains at least one of fluorine, chlorine, bromine, iodine, astatine and ununseptium as the halogen element. 前記ハロゲン気体は前記ハロゲン元素として塩素を含む、請求項3に記載の太陽電池の製造方法。   The said halogen gas is a manufacturing method of the solar cell of Claim 3 containing chlorine as said halogen element. 前記ハロゲン気体は、Cl2、C22Cl2及びHClのうち少なくとも一つを含む、請求項4に記載の太陽電池の製造方法。 The method for manufacturing a solar cell according to claim 4, wherein the halogen gas includes at least one of Cl 2 , C 2 H 2 Cl 2, and HCl. 前記気体雰囲気が原料気体として酸素気体をさらに含み、前記保護膜がシリコン酸化物層を含み、
前記ハロゲン気体が前記酸素気体と同じかこれより少ない量含まれる、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
The gas atmosphere further includes oxygen gas as a source gas, and the protective film includes a silicon oxide layer,
The method for producing a solar cell according to claim 1, wherein the halogen gas is contained in an amount equal to or less than the oxygen gas.
前記酸素気体:前記ハロゲン気体の体積の比率が1:0.01〜1:1である、請求項6に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 6, wherein a volume ratio of the oxygen gas to the halogen gas is 1: 0.01 to 1: 1. 前記熱処理工程の熱処理温度が600℃〜900℃である、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。   The manufacturing method of the solar cell of Claim 1 whose heat processing temperature of the said heat processing process is 600 to 900 degreeC. 前記熱処理工程は、前記熱処理温度に維持されるメイン区間以前に行われ、流入温度から前記熱処理温度まで温度を上昇させる温度上昇区間及び前記メイン区間以後に行われ、前記熱処理温度から流出温度まで温度を下降させる温度下降区間を含み、
前記流入温度又は前記流出温度が400℃〜550℃である、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
The heat treatment step is performed before the main section maintained at the heat treatment temperature, and is performed after the main section and the temperature increasing section for increasing the temperature from the inflow temperature to the heat treatment temperature, and from the heat treatment temperature to the outflow temperature. Including a temperature lowering section that lowers
The manufacturing method of the solar cell of Claim 1 whose said inflow temperature or the said outflow temperature is 400 to 550 degreeC.
前記流入温度又は前記流出温度が500℃〜550℃である、請求項9に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 9, wherein the inflow temperature or the outflow temperature is 500 ° C to 550 ° C. 前記保護膜を形成する段階以前に、前記半導体基板の内部にドーパントをドープすることにより、前記ベース領域より高いドーピング濃度を有する前記第1導電型の導電領域、又は、前記第1導電型と反対の第2導電型を有する導電型領域を形成する段階をさらに含み、
前記保護膜を形成する段階では、前記導電型領域上に前記保護膜を形成する、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
Before the step of forming the protective film, by doping a dopant into the semiconductor substrate, the conductive region of the first conductivity type having a higher doping concentration than the base region, or opposite to the first conductivity type. Forming a conductivity type region having the second conductivity type of:
The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein in the step of forming the protective film, the protective film is formed on the conductive type region.
前記保護膜の厚さが3nm〜6nmである、請求項11に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 11, wherein the protective film has a thickness of 3 nm to 6 nm. 前記保護膜を形成する段階以前に、前記半導体基板の一面上に前記半導体基板と異なる結晶構造を有する導電型領域を形成する段階をさらに含み、
前記保護膜を形成する段階では、前記導電型領域上に前記保護膜を形成する、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
Before the step of forming the protective film, further comprising the step of forming a conductive type region having a crystal structure different from that of the semiconductor substrate on one surface of the semiconductor substrate;
The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein in the step of forming the protective film, the protective film is formed on the conductive type region.
前記導電型領域を形成する段階では、前記第1導電型を有する第1導電型領域、及び前記第1導電型と反対の第2導電型を有する第2導電型領域を前記半導体基板の一面上で同一の平面上に形成し、
前記保護膜が前記第1導電型領域及び前記第2導電型領域を共に覆う、請求項13に記載の太陽電池の製造方法。
In the step of forming the conductivity type region, a first conductivity type region having the first conductivity type and a second conductivity type region having a second conductivity type opposite to the first conductivity type are formed on one surface of the semiconductor substrate. On the same plane,
The method for manufacturing a solar cell according to claim 13, wherein the protective film covers both the first conductivity type region and the second conductivity type region.
前記保護膜の厚さが3nm〜6nmである、請求項14に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 14, wherein the protective film has a thickness of 3 nm to 6 nm. 前記保護膜を形成する段階では、前記保護膜として前記半導体基板の一面上に制御パッシベーション層を形成し、
前記保護膜を形成する段階以後に、前記制御パッシベーション層上に導電型領域を形成する段階をさらに含む、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
In the step of forming the protective film, a control passivation layer is formed on one surface of the semiconductor substrate as the protective film,
The method of manufacturing a solar cell according to claim 1, further comprising a step of forming a conductive region on the control passivation layer after the step of forming the protective film.
前記導電型領域を形成する段階では、前記第1導電型を有する第1導電型領域、及び前記第1導電型と反対の第2導電型を有する第2導電型領域を前記制御パッシベーション層上で同一の平面上に形成する、請求項16に記載の太陽電池の製造方法。   In the step of forming the conductive type region, a first conductive type region having the first conductive type and a second conductive type region having a second conductive type opposite to the first conductive type are formed on the control passivation layer. The method for manufacturing a solar cell according to claim 16, wherein the solar cell is formed on the same plane. 前記制御パッシベーション層の厚さが1nm〜2nmである、請求項16に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 16, wherein the thickness of the control passivation layer is 1 nm to 2 nm. 前記保護膜は、前記半導体基板の一面上に位置する第1パッシベーション膜、及び前記半導体基板の他の一面上に位置する第2パッシベーション膜のうち少なくとも一つである、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。   2. The sun according to claim 1, wherein the protective film is at least one of a first passivation film located on one surface of the semiconductor substrate and a second passivation film located on another surface of the semiconductor substrate. Battery manufacturing method. 前記第1パッシベーション膜及び前記第2パッシベーション膜が前記熱処理工程によって同時に形成される、請求項19に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 19, wherein the first passivation film and the second passivation film are simultaneously formed by the heat treatment step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7323107B2 (en) * 2018-03-26 2023-08-08 シャープ株式会社 Photoelectric conversion element
WO2020203227A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社カネカ Method for manufacturing solar cell, in-process solar cell substrate, and solar cell
CN216015381U (en) * 2021-10-29 2022-03-11 晶科能源股份有限公司 Electrode structure, solar cell and photovoltaic module
CN116072741B (en) * 2023-03-06 2023-08-15 通威太阳能(眉山)有限公司 Solar cell, preparation method thereof, photovoltaic module and electricity utilization device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11102906A (en) * 1997-09-29 1999-04-13 Sony Corp Silicon oxide film depositing method and oxide film depositing equipment
JP2000068266A (en) * 1998-08-26 2000-03-03 Sony Corp Method for forming oxide film
US6387827B1 (en) * 1997-03-28 2002-05-14 Imec (Vzw) Method for growing thin silicon oxides on a silicon substrate using chlorine precursors
JP2007053227A (en) * 2005-08-18 2007-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2011222682A (en) * 2010-04-08 2011-11-04 Shin Etsu Chem Co Ltd Forming method of silicone oxide film and manufacturing method of solar cell
JP2011249780A (en) * 2010-04-28 2011-12-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method of semiconductor substrate and manufacturing method of photoelectric conversion device
WO2014098987A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Sunpower Corporation Ion implantation of dopants for forming spatially located diffusion regions of solar cells
JP2014519723A (en) * 2011-06-15 2014-08-14 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド Patterned doping for polysilicon emitter solar cells.
JP2015015472A (en) * 2013-07-05 2015-01-22 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド Solar cell and method of manufacturing the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387827B1 (en) * 1997-03-28 2002-05-14 Imec (Vzw) Method for growing thin silicon oxides on a silicon substrate using chlorine precursors
JPH11102906A (en) * 1997-09-29 1999-04-13 Sony Corp Silicon oxide film depositing method and oxide film depositing equipment
JP2000068266A (en) * 1998-08-26 2000-03-03 Sony Corp Method for forming oxide film
JP2007053227A (en) * 2005-08-18 2007-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2011222682A (en) * 2010-04-08 2011-11-04 Shin Etsu Chem Co Ltd Forming method of silicone oxide film and manufacturing method of solar cell
JP2011249780A (en) * 2010-04-28 2011-12-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method of semiconductor substrate and manufacturing method of photoelectric conversion device
JP2014519723A (en) * 2011-06-15 2014-08-14 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド Patterned doping for polysilicon emitter solar cells.
WO2014098987A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Sunpower Corporation Ion implantation of dopants for forming spatially located diffusion regions of solar cells
JP2015015472A (en) * 2013-07-05 2015-01-22 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド Solar cell and method of manufacturing the same

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