JP6125114B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明にかかる太陽電池の製造方法の実施の形態1を示す製造工程のフローチャートであり、図2(a)から(d)および図3(a)から(d)は実施の形態1にかかる太陽電池の製造方法を示す工程断面図である。図2(a)から(d)は、本発明にかかる太陽電池の製造方法のうち、図1中に示す炉内での連続処理における太陽電池基板の変化を示す断面図である。図3(a)から(d)は実施の形態1の製造工程中の、図2に示す熱処理に続く工程での太陽電池の断面の変化を示す模式図である。図4は、炉内の温度と環境状態についてのタイムチャートを示す説明図である。
実施の形態2にかかる太陽電池の製造方法は、実施の形態1に示す太陽電池の製造方法に対し、固相拡散源の成膜と、連続して実施される熱処理工程以外は同一であるため、実施の形態1を参照することとして詳細は省略する。
実施の形態3にかかる太陽電池の製造方法は、実施の形態1あるいは実施の形態2、に示す太陽電池の製造方法に対し、裏面側の酸化膜除去工程とリン拡散工程を除き同一であるため、実施の形態1あるいは実施の形態2を参照することとして詳細は省略する。
実施の形態4にかかる太陽電池の製造方法は、実施の形態1から実施の形態3、に示す太陽電池の製造方法に対し、裏面側酸化膜除去工程とリン拡散工程を除き同一であるため、実施の形態1から実施の形態3を参照することとして詳細は省略する。
実施の形態5にかかる太陽電池の製造方法は、熱処理工程における酸素の流入比を変化させ、順次異なる熱処理環境を経ることを特徴とするものである。実施の形態5にかかる太陽電池の製造方法は、実施の形態1および実施の形態2に示した太陽電池の製造方法に対し、O2を含む雰囲気で熱処理を行うステップS104Sが実施の形態1と異なり、酸素の流入比を変化させている点を除き、他の工程は同一であるため、実施の形態1から実施の形態2を参照することとして詳細な説明は省略する。図12は、実施の形態5の太陽電池の製造工程のフローチャートである。図13は、実施の形態5の太陽電池の製造方法における、炉内の温度と環境状態についてのタイムチャートを示す説明図である。
実施の形態6にかかる太陽電池の製造方法は、酸素の流入と裏面1Bの不純物拡散層の形成方法に特徴を有する。実施の形態6にかかる太陽電池の製造方法は、実施の形態1および実施の形態2に示した太陽電池の製造方法に対し、POCl3とO2を含む雰囲気で熱処理を行うステップS104SSが用いられ、裏面1Bの不純物拡散層の形成方法が異なるのを除き同一であるため、実施の形態1から実施の形態2を参照することとして詳細は省略する。図14は、実施の形態6の太陽電池の製造工程のフローチャートである。図15は、実施の形態6の太陽電池の製造工程における太陽電池の要部断面図である。
実施の形態7は、実施の形態6にかかる太陽電池の製造方法に加えて、裏面から固相拡散源19からの高濃度のn型拡散層20の形成を追加したものである。つまり実施の形態7にかかる太陽電池の製造方法は、実施の形態6に示した太陽電池の製造方法に対し、POCl3とO2を含む雰囲気で熱処理を行うステップS104SSが用いられるが、さらに裏面1B側でも固相拡散源19から高濃度のn型拡散層20を形成する点が、異なるのを除き同一であるため、実施の形態6および実施の形態1から実施の形態2を参照することとして詳細は省略する。図16は、実施の形態7の太陽電池の製造工程の要部を示すフローチャートである。図17(a)および(b)は、実施の形態7の太陽電池の製造工程における太陽電池の要部断面図である。
Claims (15)
- 第1および第2主面を有する第1または第2導電型の半導体基板の、前記第1主面に固相拡散源を成膜する工程と、
熱処理により、前記固相拡散源から、第2導電型の不純物を拡散させ、第2導電型の拡散層を形成する熱処理工程とを含み、
前記熱処理工程は、同一の炉内で実施され、
酸素を供給しながら第1の温度で第1の期間加熱し、前記第1または第2導電型の半導体基板の前記第2主面を酸化することで第1の酸化膜を形成する第1の工程と、
酸素の供給を停止し、第2の温度で第2の期間加熱し、前記固相拡散源から不純物を拡散する第2の工程と、
再度酸素を供給しながら、第3の温度で第3の期間加熱し、前記固相拡散源と前記半導体基板との界面に第2の酸化膜を形成する第3の工程とをこの順で実施することを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記固相拡散源を成膜する工程は、ボロンを含有する酸化膜であるボロンシリケートガラスをCVD法により成膜する工程であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記熱処理工程は、前記固相拡散源を成膜する工程後、順次連続して実行されることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記熱処理工程は、前記固相拡散源を成膜する工程後、前記半導体基板を洗浄する工程を経て実施されることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記熱処理工程後に、薬液処理を行い裏面の付着物を除去する工程を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記熱処理工程後、
酸化膜の形成された前記半導体基板の前記第2主面に第1導電型の拡散層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記第1導電型の拡散層を形成する工程は、前記第2主面に第1導電型の不純物を含有する固相拡散源を形成する工程と、
前記固相拡散源から前記第1導電型の不純物を拡散する熱処理工程とを含むことを特徴とする請求項6に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記固相拡散源を形成する工程は、前記第2主面に選択的に前記固相拡散源を形成する工程を含むことを特徴とする請求項7に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記第3の工程後、前記第2主面に形成された前記第1の酸化膜を選択的に除去し開口を形成する工程を含み、
前記開口から、前記第2主面に第1導電型の不純物を拡散し、第1導電型の拡散層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記第1導電型の拡散層を形成する工程は、前記半導体基板の前記第2主面に1×1020個/cm3以上の不純物を含む拡散源を形成する工程を含むことを特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記第2導電型の拡散層は、前記半導体基板の周縁端部5mmの拡散層中の不純物濃度が均一であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記熱処理工程後における、前記半導体基板の前記第2主面の前記第2導電型の不純物の量が、平均1.6×1017個/cm3以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記第1の工程が、酸素濃度の異なる複数の工程を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記第1の工程が、第1導電型の半導体層を形成する拡散源を供給する工程と、該拡散源の供給を停止し、流入させた酸素によって酸化膜を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項9または13に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記第1の工程が、700℃から850℃の温度で、1から20分加熱する工程であることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
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