JP5501457B2 - 太陽電池製造装置及び太陽電池製造方法 - Google Patents

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本発明は、太陽電池製造装置及び太陽電池製造方法に関する。
従来、単結晶シリコン基板又は多結晶シリコン基板に、リンやヒ素等の不純物を導入することによりｐｎ接合を形成して太陽電池とするものがある。このような太陽電池では、ｐｎ接合で形成された電子及び正孔が再結合すると、変換効率（発電効率）が低下することが一般に知られている。このことから、不純物の導入に際して、表面電極と接触する部分に導入される不純物の濃度をその他の部分よりも高くしてこの電極のない部分におけるエミッタ層を局所的に高抵抗とする選択エミッタ構造が提案されている。
従来、このような選択エミッタ構造における不純物の導入はいわゆる塗布拡散法（スプレー法）にて行われている（例えば、特許文献１参照）。この塗布拡散法では、先ず、ｎ型不純物を有機溶剤に溶かした塗液を用意し、スピンコータ等を用いてこの塗液をｐ型基板表面に塗布する。そして、塗液中のｎ型不純物を基板内に熱拡散させるためにアニール処理が行なわれる。これにより、アニール処理後の基板表面には高濃度のｎ＋層が形成され、このｎ＋層よりも深い位置に低濃度のｎ層が形成される。次に、基板表面の表面電極が形成される領域をマスクで覆い、このマスクで覆われていないｎ＋層をエッチングにより除去してｎ層を露出させ、マスクを除去する。
ここで、上記塗布拡散法においては、基板内に導入する不純物の濃度分布や基板表面からの深さが塗液の濃度とアニール処理時間とで制御されることになる。然し、アニール処理にて不純物を熱拡散させるのでは処理時間（一般に、９２５℃のアニール温度で３０分）が長くなり、しかも、処理すべき基板相互の間で、基板表面からの不純物の深さを高精度で制御することが困難である。
また、スピンコート等により基板に塗液を塗布する際に塗液の濡れ性を向上させる必要がある。このため、塗液の塗布に先立って基板表面の自然酸化膜を予め除去する工程が必要となり、処理工程が増加する。しかも、塗液を塗布する際に塗液の一部が基板側面まで回り込むため、基板の周縁部を切断するエッジカットを行う工程も必要となる。その結果、不純物の導入に塗布拡散法を用いたのでは、処理工程が多くかつ処理時間も長く太陽電池製造の量産性が悪いという問題がある。
他方、選択エミッタ構造における不純物の導入に、半導体デバイスの製造に用いられているイオン注入装置を利用することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。然し、上記イオン注入装置は、通常、イオン源にて多種類のイオンを発生させ、質量分離器によりこの多種類のイオンの中から必要なイオンを分離し、加速器により加速することで所定の注入エネルギーに制御してイオンビームを基板に照射するものである。このため、部品点数が多くて高価である。その上、イオンビームを基板表面に対してＸ、Ｙ方向に走査させて所定のイオンを注入するため、その処理時間が長くなり、スループットを向上させて量産性を向上させるには限界がある。
特開平７−１３１０４３号公報 米国特許第４，３５３，１６０号明細書
本発明は、以上の点に鑑み、量産性が良くて低コストの太陽電池製造装置及び太陽電池製造方法を提供することをその課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池製造装置は、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えて基板の出し入れを可能とするロードロック室と、真空雰囲気にて太陽電池用の基板に対し、ｐｎ接合形成用の不純物のイオンを導入する処理室と、ロードロック室と処理室との間で基板を搬送する搬送手段が内蔵された搬送室と、を備え、前記不純物のイオンの導入がイオンガンからの不純物のイオンの照射にて行われ、イオンガンは、そのイオン照射面が処理室に搬送されてくる基板に対向するように設けられ、
前記イオンガンは、前記イオン照射面から基板に向かう側を下として、不純物のイオンを含むプラズマを発生し得るプラズマ発生室と、このプラズマ発生室の下端部に設けられてイオン照射面を構成するグリッド板とを備え、このグリッド板に複数の透孔が形成され、この透孔が形成された領域は基板面積より大きく、このグリッド板を所定電圧に保持してプラズマ発生室内に発生させたプラズマ中の不純物のイオンが各透孔を通して下方に引き出されるように構成され、前記搬送手段は、イオン照射面に平行な同一平面で回転自在であり、周方向に所定間隔で複数枚の基板を保持し得る基板用の回転テーブルであることを特徴とする。
本発明によれば、イオンガンのイオン照射面に対向する位置に基板を搬送し、イオンガンにより基板に対して不純物のイオンを照射することで基板内に不純物が導入される。このとき、基板に対して略直交する方向から不純物のイオンを照射する構成を採用することで、チャネリング現象により基板表面から任意の深い位置まで不純物のイオンを導入できる。このため、塗布拡散法を用いる場合よりも工程数が少なく、その上、基板内に導入した不純物を熱拡散させるアニール処理が不要となって量産性を向上できる。また、不純物のイオンを導入する際に質量分離器や加速器等は不要になって低コスト化を図ることができる。
さらに、イオンガンのグリッド板に印加する電圧を制御するだけで、基板内での不純物の深さや濃度を高精度で制御することができる。その上、グリッド板の透孔が形成された領域を基板面積よりも大きくして基板全面に亘って一様に不純物のイオンが照射されるため、基板表面に対してイオンビームを走査するものと比較して処理時間を短くでき、しかも、一層の低コスト化を図ることができる。
また、本発明においては、イオン照射面と基板との間に位置して基板を局所的に遮蔽するマスクと、このマスクをイオン照射面と基板との間の遮蔽位置に進退自在に移送する移送手段とを更に備えることが望ましい。これによれば、マスクを適宜進退させるだけで、基板に対して局所的な不純物のイオンの導入が可能となり、選択エミッタ構造における不純物の導入に特に有利となる。このとき、基板表面にマスクを形成したり、このマスクを除去したりする等の工程が不要となり、量産性を一層向上できる。
前記移送手段は、基板用の回転テーブル上でこの基板用の回転テーブルの回転中心を中心として回転自在であり、周方向に所定間隔で複数枚のマスクを保持し得るマスク用の回転テーブルとすればよい。これにより、基板に対してマスクを進退する構成を実現できる。
さらに、上記課題を解決するために、本発明の太陽電池製造方法は、太陽電池用の基板に対し、この基板に対向配置されたイオンガンのイオン照射面から、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎの中から選択された不純物のイオンを照射するイオン照射処理工程と、イオン照射処理工程により基板内に生じた欠陥をアニール処理にて修復する欠陥修復工程と、このアニール処理によって不純物を拡散させる不純物拡散工程と、を含み、前記イオンガンは、前記イオン照射面から基板に向かう側を下として、不純物のイオンを含むプラズマを発生し得るプラズマ発生室と、このプラズマ発生室の下端部に設けられてイオン照射面を構成するグリッド板とを備え、このグリッド板に複数の透孔が形成され、この透孔が形成された領域は基板面積より大きく、このグリッド板を所定電圧に保持してプラズマ発生室内に発生させたプラズマ中の不純物のイオンが各透孔を通して下方に引き出されるように構成され、前記搬送手段は、イオン照射面に平行な同一平面で回転自在であり、周方向に所定間隔で複数枚の基板を保持し得る基板用の回転テーブルであることを特徴とする。ここで、本発明において、基板には不純物のイオンが照射される面にテクスチャ構造を有するものが含まれる。本発明において、前記イオン照射処理工程は、イオン照射面と基板との間に基板を局所的に遮蔽するマスクを移送し、このマスクを用いて基板の所定箇所にイオンを照射する工程であり、前記マスクを移送する移送手段は、基板用の回転テーブル上でこの基板用の回転テーブルの回転中心を中心として回転自在であり、周方向に所定間隔で複数枚のマスクを保持し得るマスク用の回転テーブルであることが好ましい。
本発明によれば、チャネリング現象により基板表面から任意の深い位置まで不純物のイオンが導入されるため、より低エネルギーで注入が出来る。これにより欠陥修復（すなわち、再結晶化）用のアニール処理は短くて済み、さらに上記従来例のように不純物を拡散させるためのアニール処理が短くなり、太陽電池の量産性を向上できる。
本発明の実施形態の太陽電池製造装置の構成を模式的に説明する断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明の太陽電池製造方法による選択エミッタ構造の太陽電池の製造工程を説明する図。 （ａ）乃至（ｃ）は、グリッド板への印加電圧を変化させて不純物導入したときの濃度分布及び深さを説明する図。
以下、図面を参照して、基板Ｓとして単結晶もしくは多結晶シリコン基板を用い、この基板Ｓにリンまたはボロンを導入して選択エミッタ構造の太陽電池を製造する場合を例として本発明の実施形態の太陽電池製造装置及び太陽電池製造方法を説明する。以下においては、後述のイオンガンのイオン照射面から基板に向かう側を下（図２中、下方向）として説明する。
図１及び図２を参照して、Ｍは、本発明の実施形態の太陽電池製造装置であり、太陽電池製造装置Ｍは、略直方体の形状を有する中央の搬送室１と、その周囲にゲートバルブＶを介して設けられたロードロック室２及びアニール室３とを備える。搬送室１には、図示省略の真空ポンプに通じる排気管１１が接続され、所定真空圧に真空引きして保持できる。搬送室１内のロードロック室２に対向する位置には、処理室４を画成する仕切板４１が配置されている。仕切板４１の下端は、後述するマスク用の回転テーブル表面近傍まで延びている。そして、この処理室４を臨むように搬送室１の上面にはイオンガン５が設けられている。
イオンガン５は、有底筒状のイオンガン本体５１とこのイオンガン本体５１の下端開口に装着されてイオン照射面をなすグリッド板５２とから構成され、イオンガン本体５１及びグリッド板５２により囲繞された内部空間がプラズマ発生室５０を構成する。イオンガン本体５１は、仕切板４１で区画された領域で搬送室上面１２に形成された開口１２ａにその上方から挿設され、底板５１ａに形成したフランジ５１ｂが開口１２ａの周縁部に掛止されることで吊設されている。イオンガン本体５１の底板５１ａ上には、プラズマ発生室５０内に磁束線を形成する永久磁石５３が配置され、永久磁石５３上には高周波アンテナ５４が設けられている。そして、高周波アンテナ５４が、マッチングボックス５５を介して高周波電源５６に接続されている。
イオンガン本体５１には、リンを含むガスを導入するガス導入管５７が接続され、このガス導入管５７の他端がマスフローコントローラを介して、リンを含むガスを貯蔵したガス源に連通している。リンを含むガスとしては、ＰＨ３、ＰＦ３、ＰＦ５、ＰＣｌ３、ＰＣｌ５、ＰＯＣｌ３等が挙げられる。なお、基板に導入しようとする不純物は基板に応じて適宜選択され、リンを含むガスの他、Ａｓを含むガス（ＡｓＨ３、ＡｓＦ３、ＡｓＦ５、ＡｓＣｌ３、ＡｓＣｌ５等）、周期律表のＶ族に属するＳｂ又はＢｉを含むガス、Ｂを含むガス（Ｂ２Ｈ６、ＢＦ３、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３等）や、周期律表のＩＩＩ族に属するＡｌ、Ｇａ、Ｉｎを含むガス等が用いられる。また、ガスの供給方法は上記に限られるものではなく、リン等の不純物を含む液体試料又は固体試料を気化させ、この気化させたものをガス導入管５７を介してプラズマ発生室５０に供給するようにしてもよい。
他方、グリッド板５２は、Ｃ（カーボン）、Ａｌ（アルミ）、Ｓｉ（シリコン）、ＣＮ（チッ化カーボン）、ＳＵＳ等の導電性をもつ材料の板からなり、その表面には、複数の透孔５２ａが形成されている。この場合、透孔５２ａの径、形成する個数や透孔５２ａ相互の間隔は、導入する不純物に応じて適宜選択される。そして、透孔５２ａが形成された領域は、基板Ｓ面積よりも大きくなるように定寸され、また、グリッド板５２はイオン引出用の電源（図示省略）に接続され、所定電位が印加されるようになっている。これにより、ガス導入管５７を介してプラズマ発生室５０内に所定のガスを導入して高周波アンテナ５４に所定の高周波電力を印加することで、プラズマ発生室５０内にＩＳＭ（Inductive Super Magnetron）方式でプラズマが発生する。そして、グリッド板５２に所定電位を与えることで、プラズマ中のリンイオンがグリッド板５２の開口５２ａを介して下方に引き出される。
搬送室１内には、グリッド板５２に平行な同一平面で回転自在な基板用の回転テーブル（搬送手段）６が設けられている。基板用の回転テーブル６上には周方向に９０度間隔で基板保持手段６１が設けられている。基板保持手段６１は正負の電極を備えた静電気チャックから構成され、静電気力にて基板を吸着保持する。基板用の回転テーブル６の下面中央には、図示省略のサーボモータ等の駆動源からの中空の回転軸６２が連結されている。そして、駆動源により回転テーブル６が９０度ずつ間欠的に回転駆動されることにより、基板保持手段６１にて保持された基板が、ロードロック室２に対向するロード／アンロード位置と、後述のアライメント位置と、イオンガン５からのイオンを照射するイオン照射位置と、アニール室に対向するアニール室搬送位置との間で移送される。
基板用の回転テーブル６の上にはマスク用の回転テーブル７（移送手段）が設けられている。回転テーブル７には、周方向に９０度間隔で円形開口７１が形成されている。円形開口７１は、基板の面積より大きくなるように定寸され、各円形開口７１には、この円形開口７１の輪郭に一致する輪郭を備えたマスク８を落とし込んでセットできるようになっている。マスク用の回転テーブル７の下面中央には、図示省略のサーボモータ等の駆動源からの回転軸７２が回転軸６２と同心に連結されている。そして、駆動源によりマスク用の回転テーブル７が基板用の回転テーブル６の回転中心を中心として間欠的に回転駆動されることにより、上記基板用の回転テーブル６と同様、円形開口７１にセットされたマスク８が、ロード／アンロード位置と、アライメント位置と、イオン照射位置と、アニール室搬送位置との間で移送される。
ここで、マスク８としては、シリコン製の板８１上に、アルミナ等の遮蔽膜８２をスパッタリング等により所定膜厚で成膜し、次に、この遮蔽膜８２に、選択エミッタ構造に応じて、エッチング等により所定間隔でライン状の開口８３を設けると共に、この開口８３に通じる透孔８４を板８１に設けたものが用いられる。そして、このマスク８が、回転テーブル７の４つの開口７１のうち相互に対向する２箇所のみにセットされて、イオン照射位置にてマスク有り、無しのいずれかの状態を選択できる。これにより、グリッド板５２と基板Ｓとの間に位置して基板Ｓを局所的に遮蔽する遮蔽位置にマスク８が進退自在となる。
搬送室１内には、マスク８の開口越しに基板Ｓを撮像するＣＣＤカメラ等の撮像手段９が設けられ、撮像手段９に応じて基板及びマスク用の両テーブル６、７が停止する位置がアライメント位置となる。このアライメント位置においては、撮像手段９により基板Ｓがマスク８の開口越しに撮像されて、この撮像された画像がデータ処理されて基板Ｓに対するマスク８の位置の補正量が算出される。そして、例えば、マスク用の回転テーブル７を周方向に回転させて基板Ｓに対してマスク８がアライメントされる。尚、マスク８のアライメント方法は上記に限られるものではなく、公知の基板アライメント方法を用いることができる。
また、ロードロック室２には、図示省略の真空ポンプに通じる排気管が接続され、所定真空圧に真空引きして保持できる。また、ロードロック室２内には、基板Ｓを仮置できるステージ２１が設けられている。そして、大気圧下で基板Ｓをロードロック室２に搬送し、このロードロック室２を真空引きした後、ロードロック室２と回転テーブル６の間に設けた搬送ロボットＲ１により、ステージ２１と回転テーブル６との間で基板Ｓの受け渡しが行われる。この場合、搬送ロボットＲ１としては、例えば、多関節式で、その先端に基板Ｓを非接触で保持できるベルヌーイチャックＣを有するものが用いられる。
アニール室３は、ロードロック室２と同様、図示省略の真空ポンプに通じる排気管が接続され、所定真空圧に真空引きして保持できる。また、アニール室３内には、基板Ｓを載置するステージ３１と、基板Ｓを加熱するランプ等の加熱手段とが設けられている。そして、アニール室３と回転テーブル６との間に設けた搬送ロボットＲ２により、基板Ｓの受け渡しが行われ、リンイオンの照射により基板Ｓに生じた欠陥を修復する（すなわち、再結晶化する）アニール処理が行われる。搬送ロボットＲ２もまた、上記搬送ロボットＲ１と同様に、例えば、多関節式のものであり、その先端に基板Ｓを非接触で保持できるベルヌーイチャックＣを有する。
以下に、図３を参照して、上記実施形態の太陽電池製造装置を用いて選択エミッタ構造の太陽電池を製造する場合を例に本実施形態の太陽電池製造方法を説明する。
先ず、マスク用の回転テーブル７の相互に対向する開口７１に２枚のマスク８をセットした後、ゲートバルブＶを閉めて搬送室１を真空引きする。これと同時にアニール室３も真空引きする。この場合、アライメント位置にはマスク８が無い状態とする。次に、ｐ型単結晶シリコン基板たる３枚の基板Ｓを大気圧下のロードロック室２に投入した後、ロードロック室２内を真空引きする。
各室１、２、３が所定真空度に達すると、１枚目の基板Ｓ（以下「基板Ｓ１」とする。）を搬送ロボットＲ１により取り出し、回転テーブル６上（ロード／アンロード位置）に移送し、回転テーブル６を回転駆動して基板Ｓ１をアライメント位置に移送する。そして、撮像手段９により基板Ｓ１が撮像され、この撮像された画像がデータ処理されて基板Ｓ１に対するマスク８の位置の補正量が算出される。そして、マスク用の回転テーブル７を周方向に回転させてマスク８がアライメントされる。なお、このアライメント作業中、２枚目の基板Ｓ（以下「基板Ｓ２」とする。）が搬送ロボットＲ１によりロード／アンロード位置に搬送される。
基板Ｓ１に対するマスク８のアライメントが終了すると、回転テーブル６、７が同期して同一回転角だけ回転駆動され、イオン照射位置に基板Ｓ１及びマスク８が移送される。そして、基板Ｓ１に対してマスク８を通したリンイオンの導入（イオン照射処理）が行われる。ここで、プラズマ発生室５０内に導入するガスとしてリンを含むＰＨ３（ホスフィン）を用いる場合、イオン照射の条件は、ガス流量が、０．１〜２０ｓｃｃｍ、アンテナ５４に投入する交流電力は、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を２０〜１０００Ｗ、グリッド板５２に印加する電圧は、３０ｋＶに設定され、照射時間は０．１〜３．０ｓｅｃに設定される。これにより、図３（ａ）に示すように、マスク８の開口８３及び透孔８４を通って基板Ｓ１の電極形成領域にリンイオンが導入されてｎ＋層１０１が形成される。
上記のように基板Ｓ１にｎ＋層１０１が形成されると、マスク用の回転テーブル７のみを回転させてイオン照射位置に存する基板Ｓ１とグリッド板５２との間にマスクが無い状態にする。そして、基板Ｓ１の全面に亘って一様にリンイオンを照射する。この場合、グリッド板５２への印加電圧が５ｋＶ〜１０ｋＶ、イオン照射時間が０．１〜３．０ｓｅｃに変更される。これにより、図３（ｂ）に示すように、基板Ｓ１の浅い位置にｎ層１０２が形成される。
上記のように基板Ｓ１へのｎ層１０２の形成中、アライメント位置まで移送されてきた基板Ｓ２に対して、上記同様、基板Ｓ２に対するマスク８のアライメントを行う。そして、基板Ｓ１へのｎ層１０２の形成後、回転テーブル６、７を同期して回転駆動し、イオン照射位置に基板Ｓ２及びマスク８を移送し、上記と同様に、イオン照射が行われる。他方、アニール位置に到達した基板Ｓ１は、搬送ロボットＲ２によりアニール室３内に移送されてアニール処理が行われる。この場合、例えば、基板温度を９００℃、処理時間を２分間に設定してのアニール処理が行われる。これにより、イオン照射により基板Ｓ１に生じた欠陥が修復される（すなわち、再結晶化される）。なお、上記処理中、３枚目の基板Ｓ（以下「基板Ｓ３」とする。）が搬送ロボットＲ１によりロード／アンロード位置に搬送される。
第１及び第２の各基板Ｓ１、Ｓ２へのイオン照射処理及びアニール処理が終了すると、基板用の回転テーブル６が回転駆動され、最初の基板Ｓ１がロード／アンロード位置に到達すると、搬送ロボットＲ１により基板Ｓ１はロードロック室２に戻される。そして、ロードロック室２を大気雰囲気にした後、処理済みの基板Ｓ１が取り出されると共に、処理前の他の基板が投入される。以降、上記手順を繰り返して、基板Ｓが処理される。また、ロードロック室２から取り出された基板Ｓ１には、公知のスクリーンプリント法を用いてＡｇからなる表面電極１０３、この基板Ｓ１の裏面にＡｌからなる裏面電極１０４をそれぞれ形成することで、図３（ｃ）に示すような選択エミッタ構造の太陽電池が得られる。
次に、上記太陽電池製造装置において、グリッド板５２への印加電圧を変化させた場合の不純物のイオンの濃度分布及び深さの変化を確認する実験を行った。
処理すべき基板Ｓをｎ型結晶シリコン基板とし、この基板Ｓ内に導入する不純物のイオンをホウ素イオンとした。そして、グリッド板５２への印加電圧を３０ｋＶ、２０ｋＶ、１０ｋＶに設定し、ホウ素イオンのエネルギー（ｋｅＶ）及びドーズ量（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）を、３０ｋｅＶ、２．０×１０１６（発明１）、２０ｋｅＶ、１．８×１０１５（発明２）、１０ｋｅＶ、１．２×１０１５（発明３）とした。図４（ａ）乃至（ｃ）は、発明１乃至発明３の条件でホウ素イオンを照射したときのＳＩＭＳ分析結果である。これによれば、グリッド板５２の印加電圧を変化させると、基板内でのホウ素イオンの濃度分布及び深さを制御できることが判る。また、シート抵抗値が、２６．９Ω（発明１）、シート６０．２Ω（発明２）、１０４．１Ω（発明３）と変化していることで、グリッド板５２の印加電圧によりシート抵抗値をも制御できることが判る。
以上説明したように、上記実施形態によれば、基板Ｓに対して略直交する方向からリンイオンが照射されるようにしたため、チャネリング現象により基板表面から任意の深い位置までリンイオンを導入できる。このため、上記従来例の塗布拡散法と比較して製造工程数を少なくでき、その上、基板Ｓ内に導入したリンを熱拡散させるアニール処理時間が短くなり量産性を向上できる。また、リンイオンを導入する際に質量分離器や加速器等は不要になって低コスト化を図ることができる。
また、リンイオンを導入する際に、グリッド板５２に印加する電圧を制御するだけで、基板Ｓ内でのリンの深さや濃度を高精度で制御することができ、しかも、グリッド板５２の透孔５２ａが形成された領域を基板面積よりも大きくして基板全面に亘って一様にリンイオンが照射されるため、基板表面に対してイオンビームを走査するものと比較して処理時間を短くでき、しかも、一層の低コスト化を図ることができる。さらに、マスク用の回転テーブル７を回転させるだけで基板Ｓに対して局所的なリンイオンの導入が可能となり、選択エミッタ構造におけるリンの導入に特に有利となる。しかも、基板表面にマスクを形成したり、このマスクを除去したりする等の工程が不要となり、量産性を一層向上できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態では、選択エミッタ構造を有する太陽電池の製造を例に説明しているが、これに限定されるものではなく、裏面コンタクトを形成するｎ層、ｐ層への注入など太陽電池製造工程にて不純物を導入するものに広く適用できる。
また、上記実施形態では、中央の搬送室１の周囲にロードロック室２等を設け、回転テーブル６を間欠駆動する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同一線上を基板Ｓが搬送されるようにし、その搬送経路中に、不純物導入を行う処理室やアニール室を設けてもよい。また、処理室４を搬送室１内に設けた例について説明したが、処理室４を搬送室１とは別に構成でき、また、プラズマ発生室５０内にプラズマを発生させる方式はＩＳＭ方式に限定されるものでなく、ＩＣＰ方式やフィラメントアーク方式でもよい。また、イオン照射位置にて回転テーブル６、７を停止し、この状態で不純物導入を行う場合を例に説明したが、さらに量産性を向上するために、回転テーブル６、７を一定速度で回転させながら、イオン照射することもできる。
さらに、上記実施形態では、回転テーブル６、７を用いて基板Ｓ及びマスク８を移送するものを例にを説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転軸の先端にマスクプレートを接続し、この回転軸を回転させて基板に対してマスクを進退する構成としてもよい。
上記実施形態では、結晶シリコン基板内にリンイオンを導入する場合を例に説明したが、ＧａＡｓ基板、ＣｄＳ基板、ＣｄＴｅ基板、ＣｕＩｎＳｅ２基板等の化合物半導体基板や有機半導体基板内に不純物のイオンを導入する場合にも本発明を適用できる。
上記実施形態では、イオン照射処理とアニール処理を同一の太陽電池製造装置内で行う場合を例に説明したが、イオン照射処理とアニール処理を別の製造装置で行うようにしてもよい。但し、同一の製造装置内で両処理を連続して行うことで、高い量産性が得られる。また、選択エミッタ構造を製造する場合、２回のイオン照射後にアニール処理を行う場合を例に説明したが、各イオン照射後にアニール処理を行うようにしてもよい。
１…搬送室、２…ロードロック室、４…処理室、５…イオンガン、６…基板用の回転テーブル、７…マスク用の回転テーブル、８…マスク、５０…プラズマ発生室、５２…グリッド板。

Claims (2)

  1. 大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えて基板の出し入れを可能とするロードロック室と、真空雰囲気にて太陽電池用の基板に対し、ｐｎ接合形成用の不純物のイオンを導入する処理室と、ロードロック室と処理室との間で基板を搬送する搬送手段が内蔵された搬送室と、を備え、前記不純物のイオンの導入がイオンガンからの不純物のイオンの照射にて行われ、イオンガンは、そのイオン照射面が処理室に搬送されてくる基板に対向するように設けられ、
    前記イオンガンは、前記イオン照射面から基板に向かう側を下として、不純物のイオンを含むプラズマを発生し得るプラズマ発生室と、このプラズマ発生室の下端部に設けられてイオン照射面を構成するグリッド板とを備え、このグリッド板に複数の透孔が形成され、この透孔が形成された領域は基板面積より大きく、このグリッド板を所定電圧に保持してプラズマ発生室内に発生させたプラズマ中の不純物のイオンが各透孔を通して下方に引き出されるように構成され、
    前記搬送手段は、イオン照射面に平行な同一平面で回転自在であり、周方向に所定間隔で複数枚の基板を保持し得る基板用の回転テーブルであり、
    前記イオン照射面と基板との間に位置して基板を局所的に遮蔽するマスクと、このマスクをイオン照射面と基板との間の遮蔽位置に進退自在に移送する移送手段とを更に備え、前記移送手段は、基板用の回転テーブル上でこの基板用の回転テーブルの回転中心を中心として回転自在であり、周方向に所定間隔で複数枚のマスクを保持し得るマスク用の回転テーブルであることを特徴とする太陽電池製造装置。
  2. テクスチャ構造を有する太陽電池用の基板に対し、この基板に対向配置されたイオンガンのイオン照射面から、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎの中から選択された不純物のイオンを照射するイオン照射処理工程と、イオン照射処理工程により基板内に生じた欠陥をアニール処理にて修復する欠陥修復工程と、このアニール処理により不純物を拡散させる不純物拡散工程と、を含み、
    前記イオンガンは、前記イオン照射面から基板に向かう側を下として、不純物のイオンを含むプラズマを発生し得るプラズマ発生室と、このプラズマ発生室の下端部に設けられてイオン照射面を構成するグリッド板とを備え、このグリッド板に複数の透孔が形成され、この透孔が形成された領域は基板面積より大きく、このグリッド板を所定電圧に保持してプラズマ発生室内に発生させたプラズマ中の不純物のイオンが各透孔を通して下方に引き出されるように構成され、
    前記搬送手段は、イオン照射面に平行な同一平面で回転自在であり、周方向に所定間隔で複数枚の基板を保持し得る基板用の回転テーブルであり、
    前記イオン照射処理工程は、イオン照射面と基板との間に基板を局所的に遮蔽するマスクを移送し、このマスクを用いて基板の所定箇所にイオンを照射する工程であり、前記マスクを移送する移送手段は、基板用の回転テーブル上でこの基板用の回転テーブルの回転中心を中心として回転自在であり、周方向に所定間隔で複数枚のマスクを保持し得るマスク用の回転テーブルであることを特徴とする太陽電池の製造方法。
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