JP6139155B2 - Diffusion agent composition and method for forming impurity diffusion layer - Google Patents
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Description
本発明は、拡散剤組成物および不純物拡散層の形成方法に関する。 The present invention relates to a diffusing agent composition and a method for forming an impurity diffusion layer.
従来、太陽電池の製造において、半導体基板中に、例えばN型の不純物拡散層を形成する場合には、N型の不純物拡散成分を含む拡散剤を半導体基板表面に塗布された拡散剤からN型の不純物拡散成分を拡散させて、N型不純物拡散層を形成していた。具体的には、まず、半導体基板表面に熱酸化膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法により所定のパターンを有するレジストを熱酸化膜上に積層し、当該レジストをマスクとして酸またはアルカリによりレジストでマスクされていない熱酸化膜部分をエッチングし、レジストを剥離して熱酸化膜のマスクを形成する。そしてN型の不純物拡散成分を含む拡散剤を塗布してマスクが開口している部分に拡散組成物膜が形成される。その部分を高温により拡散させてN型不純物拡散層を形成している。 Conventionally, in the manufacture of solar cells, when an N-type impurity diffusion layer is formed in a semiconductor substrate, for example, a diffusing agent containing an N-type impurity diffusing component is changed from a diffusing agent applied to the surface of the semiconductor substrate to an N-type The N-type impurity diffusion layer was formed by diffusing the impurity diffusion component. Specifically, first, a thermal oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate, and then a resist having a predetermined pattern is stacked on the thermal oxide film by photolithography, and the resist is used as a mask with an acid or an alkali. The portion of the thermal oxide film that is not masked is etched, and the resist is removed to form a mask of the thermal oxide film. Then, a diffusing agent containing an N-type impurity diffusing component is applied to form a diffusion composition film in a portion where the mask is open. The portion is diffused at a high temperature to form an N-type impurity diffusion layer.
半導体基板上に拡散剤を塗布した後、乾燥炉内で乾燥処理が行われる。この際、従来の拡散剤では、乾燥炉の炉内や排気口にリン化合物を大量に含む堆積物が溜まりやすいため、乾燥炉を停止して当該堆積物の除去を頻繁に実施する必要があった。このため、太陽電池の生産性の低下を招いていた。また、乾燥炉内に堆積物が溜まると、堆積物がシリコンウエハへ落下することにより、太陽電池の光電変換効率に悪影響を及ぼすおそれがあった。 After applying a diffusing agent on the semiconductor substrate, a drying process is performed in a drying furnace. At this time, with the conventional diffusing agent, deposits containing a large amount of phosphorus compounds are likely to accumulate in the furnace or exhaust port of the drying furnace, so it is necessary to stop the drying furnace and frequently remove the deposits. It was. For this reason, the productivity of solar cells has been reduced. Further, when deposits accumulate in the drying furnace, the deposits may fall on the silicon wafer, which may adversely affect the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、拡散剤組成物を塗布した半導体基板を乾燥炉で乾燥したときに、炉内にリン化合物を大量に含む堆積物を生じにくくさせることができる技術の提供にある。 The present invention has been made in view of these problems, and the purpose thereof is to hardly generate a deposit containing a large amount of a phosphorus compound in a furnace when a semiconductor substrate coated with a diffusing agent composition is dried in a drying furnace. It is in the provision of technology that can be made to.
本発明のある態様は、拡散剤組成物である。当該拡散剤組成物は、半導体基板への不純物拡散成分の印刷に用いられる拡散剤組成物であって、不純物拡散成分(A)と、バインダー樹脂(B)と、を含有し、不純物拡散成分(A)が下記一般式(1)で表されるリン酸エステルであることを特徴とする。
上記態様の拡散剤組成物において、不純物拡散成分(A)の熱分解温度が200℃以上であってもよい。また、バインダー樹脂(B)の重量平均分子量が10000以上であってもよく、バインダー樹脂(B)がアクリル樹脂であってもよい。また、沸点が100℃以上の有機溶剤(C)をさらに含んでもよい。 In the diffusing agent composition of the above aspect, the thermal decomposition temperature of the impurity diffusion component (A) may be 200 ° C. or higher. Further, the binder resin (B) may have a weight average molecular weight of 10,000 or more, and the binder resin (B) may be an acrylic resin. Moreover, you may further contain the organic solvent (C) whose boiling point is 100 degreeC or more.
本発明の他の態様は、不純物拡散層の形成方法である。当該不純物拡散層の形成方法は、半導体基板に、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の拡散剤組成物を塗布してパターンを形成するパターン形成工程と、前記拡散剤組成物の不純物拡散成分(A)を前記半導体基板に拡散させる拡散工程と、を含むことを特徴とする。この態様の不純物拡散層の形成方法において、前記半導体基板が太陽電池に用いられてもよい。
Another embodiment of the present invention is a method for forming an impurity diffusion layer. A method of forming the impurity diffusion layer includes a pattern forming step of applying a diffusing agent composition according to any one of
本発明によれば、拡散剤組成物を塗布した半導体基板を乾燥炉で乾燥したときに、炉内にリン化合物を大量に含む堆積物を生じにくくさせることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the semiconductor substrate which apply | coated the diffusing agent composition is dried with a drying furnace, the deposit which contains a phosphorus compound in large quantities in a furnace can be made hard to produce.
実施の形態に係る拡散剤組成物は、半導体基板への不純物拡散成分の印刷に好適に用いられる。当該半導体基板の用途として、太陽電池が好適である。当該拡散剤組成物は、不純物拡散成分(A)と、バインダー樹脂(B)とを含有する。以下、不純物拡散成分(A)およびバインダー樹脂(B)について詳述する。 The diffusing agent composition according to the embodiment is suitably used for printing impurity diffusion components on a semiconductor substrate. A solar cell is suitable for the use of the semiconductor substrate. The diffusing agent composition contains an impurity diffusing component (A) and a binder resin (B). Hereinafter, the impurity diffusion component (A) and the binder resin (B) will be described in detail.
<不純物拡散成分(A)>
不純物拡散成分(A)は、下記一般式(1)で表されるリン酸エステルである。
The impurity diffusion component (A) is a phosphate ester represented by the following general formula (1).
不純物拡散成分(A)は、より具体的には、リン酸モノペンチル、リン酸ジペンチル、リン酸モノヘキシル、リン酸ジヘキシル、リン酸モノヘキシル、リン酸ジヘキシル、リン酸モノオクチル、リン酸ジオクチル、リン酸モノエチルヘキシル、リン酸ジエチルヘキシル、リン酸トリデシル、リン酸イソトリデシルなどが挙げられる。これらは2種以上用いてもよい。 More specifically, the impurity diffusion component (A) is monopentyl phosphate, dipentyl phosphate, monohexyl phosphate, dihexyl phosphate, monohexyl phosphate, dihexyl phosphate, monooctyl phosphate, dioctyl phosphate, phosphoric acid. Examples include monoethylhexyl, diethylhexyl phosphate, tridecyl phosphate, and isotridecyl phosphate. Two or more of these may be used.
不純物拡散成分(A)の熱分解温度は200℃以上であることが好ましい。これにより、拡散剤組成物を塗布した半導体基板を乾燥炉で乾燥したときに、炉内にリン化合物を大量に含む堆積物を生じにくくさせるという本発明の効果がより向上する。不純物拡散成分(A)の熱分解温度の上限は特に限定されず、例えば、拡散工程における拡散温度以下であればよい。不純物拡散成分(A)の熱分解温度は、示差熱熱重量同時測定装置(TG−DTA)を用いて測定することができる。たとえば、リン酸エチルヘキシル(モノエステル:ジエステル=1:1(モル比))は229℃、リン酸イソトリデシル(モノエステル:ジエステル=1:1(モル比))は247℃である。 The thermal decomposition temperature of the impurity diffusion component (A) is preferably 200 ° C. or higher. Thereby, when the semiconductor substrate which apply | coated the diffusing agent composition is dried with a drying furnace, the effect of this invention of making it hard to produce the deposit which contains a phosphorus compound in large quantities in a furnace improves more. The upper limit of the thermal decomposition temperature of the impurity diffusion component (A) is not particularly limited and may be, for example, not more than the diffusion temperature in the diffusion step. The thermal decomposition temperature of the impurity diffusion component (A) can be measured using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (TG-DTA). For example, ethylhexyl phosphate (monoester: diester = 1: 1 (molar ratio)) is 229 ° C., and isotridecyl phosphate (monoester: diester = 1: 1 (molar ratio)) is 247 ° C.
拡散剤組成物全体に対する不純物拡散成分(A)の含有量は、5〜70質量%が好ましく、20〜65質量%がより好ましい。 5-70 mass% is preferable and, as for content of the impurity diffusion component (A) with respect to the whole diffusing agent composition, 20-65 mass% is more preferable.
<バインダー樹脂(B)>
バインダー樹脂(B)の重量平均分子量は10000以上であることが好ましい。これにより、印刷性または塗布性が良好となる。より好ましくは10000〜100000、さらに好ましくは10000〜50000の範囲である。また、バインダー樹脂(B)がアクリル樹脂であることが好ましい。これにより、拡散工程前にバインダー樹脂が分解して消失するので不純物拡散成分(A)の拡散性が良好となる。
<Binder resin (B)>
The weight average molecular weight of the binder resin (B) is preferably 10,000 or more. Thereby, printability or applicability is improved. More preferably, it is 10000-100,000, More preferably, it is the range of 10000-50000. Moreover, it is preferable that binder resin (B) is an acrylic resin. Thereby, since binder resin decomposes | disassembles and lose | disappears before a spreading | diffusion process, the diffusibility of an impurity diffusion component (A) becomes favorable.
アクリル樹脂は、特に限定されないが、たとえば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルから誘導された構成単位と、ヒドロキシ(メタ)アクリル酸アルキルエステル若しくはカルボキシ基を有する重合性化合物から誘導された構成単位を含有するアクリル樹脂;またはエーテル結合を有する重合性化合物から誘導された構成単位と、カルボキシ基を有する重合性化合物から誘導された構成単位を含有するアクリル樹脂を挙げることができる。 The acrylic resin is not particularly limited, and includes, for example, a structural unit derived from a (meth) acrylic acid alkyl ester and a structural unit derived from a hydroxy (meth) acrylic acid alkyl ester or a polymerizable compound having a carboxy group. Or an acrylic resin containing a structural unit derived from a polymerizable compound having an ether bond and a structural unit derived from a polymerizable compound having a carboxy group.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、炭素数1〜15のアルキル基を有しているものが好ましく、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−プロピルヘプチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。ヒドロキシ(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、炭素数1〜5の水酸基含有アルキル基を有しているものが好ましく、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the (meth) acrylic acid alkyl ester, those having an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms are preferable, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate. Butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-propylheptyl (meth) acrylate, and the like. As the hydroxy (meth) acrylic acid alkyl ester, those having a hydroxyl group-containing alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are preferable, such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate. Can be mentioned.
エーテル結合を有する重合性化合物としては、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等のエーテル結合及びエステル結合を有する(メタ)アクリル酸誘導体等を例示することができる。これらの化合物は単独もしくは2種以上組み合わせて使用できる。なお、本明細書において(メタ)アクリレートはアクリレートとメタクリレートの一方あるいは両方を示す。 Examples of the polymerizable compound having an ether bond include 2-methoxyethyl (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, ethyl carbitol (meth) acrylate, phenoxy polyethylene glycol (meta And (meth) acrylic acid derivatives having an ether bond and an ester bond such as acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, and tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate. These compounds can be used alone or in combination of two or more. In the present specification, (meth) acrylate represents one or both of acrylate and methacrylate.
カルボキシ基を有する重合性化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸;2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸などのカルボキシ基及びエステル結合を有する化合物等を例示することができ、好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸である。これらの化合物は単独もしくは2種以上組み合わせて使用できる。 Examples of the polymerizable compound having a carboxy group include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid; 2-methacryloyloxyethyl succinic acid, and 2-methacryloyloxyethyl. Examples include maleic acid, 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid, 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid and other compounds having a carboxy group and an ester bond, and acrylic acid and methacrylic acid are preferred. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
拡散剤組成物全体に対するバインダー樹脂(B)の含有量は、10〜80質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましい。 10-80 mass% is preferable and, as for content of binder resin (B) with respect to the whole diffusing agent composition, 20-60 mass% is more preferable.
<有機溶剤(C)>
実施の形態に係る拡散剤組成物は、沸点が100℃以上の有機溶剤(C)をさらに含んでもよい。沸点が100度以上であることにより、印刷性または塗布性が良好になる。
<Organic solvent (C)>
The diffusing agent composition according to the embodiment may further include an organic solvent (C) having a boiling point of 100 ° C. or higher. When the boiling point is 100 degrees or more, the printability or application property is improved.
有機溶剤(C)の具体例としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、2−メチル−3−メトキシブチルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、メチルイソブチルケトン、エチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、エチル−3−プロポキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート、イソプロピル−3−メトキシプロピオネート、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、アセト酢酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル、ベンジルメチルエーテル、ベンジルエチルエーテル、ベンゼン、トルエン、キシレン、ブタノール、イソブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ガンマブチロラクトンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of the organic solvent (C) include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, propylene glycol. Monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol Cole monobutyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate , Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 2-methyl-3-methoxybutyl acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4 -Ethoxy Tyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, methyl isobutyl ketone, ethyl isobutyl ketone, cyclohexanone, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxy Propionate, ethyl-3-propoxypropionate, propyl-3-methoxypropionate, isopropyl-3-methoxypropionate, butyl acetate, isoamyl acetate, methyl acetoacetate, methyl lactate, ethyl lactate, benzyl methyl ether Benzyl ethyl ether, benzene, toluene, xylene, butanol, isobutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, hexanol, cyclohexanol, gamma butyrolactone, etc. It is. These may be used alone or in combination of two or more.
拡散剤組成物全体に対する有機溶剤(C)の含有量は、印刷方法により適宜調整されればよく、1〜70質量%が好ましい。 Content of the organic solvent (C) with respect to the whole diffusing agent composition should just be adjusted suitably with the printing method, and 1-70 mass% is preferable.
<SiO2微粒子(D)>
実施の形態に係る拡散剤組成物は、SiO2微粒子(D)をさらに含んでもよい。SiO2微粒子(D)の平均粒径は1μm以下が好ましい。SiO2微粒子(D)の具体例としては、ヒュームドシリカなどが挙げられる。拡散剤組成物がSiO2微粒子(D)を含有することにより、拡散剤組成物にチクソ性あるいは擬塑性を付与することができる。これにより、拡散剤組成物の特性をスクリーン印刷に適したものにすることができる。
<SiO 2 fine particles (D)>
The diffusing agent composition according to the embodiment may further include SiO 2 fine particles (D). The average particle diameter of the SiO 2 fine particles (D) is preferably 1 μm or less. Specific examples of the SiO 2 fine particles (D) include fumed silica. When the diffusing agent composition contains SiO 2 fine particles (D), it is possible to impart thixotropy or pseudoplasticity to the diffusing agent composition. Thereby, the characteristic of a diffusing agent composition can be made suitable for screen printing.
拡散剤組成物全体に対するSiO2微粒子(D)の含有量は、3〜20質量%が好ましく、5〜15質量%がより好ましい。 The content of SiO 2 fine particles (D) to the entire diffusing agent composition is preferably 3 to 20 wt%, more preferably from 5 to 15% by mass.
本実施の形態の拡散剤組成物は、その他の成分として、界面活性剤や添加剤をさらに含んでよい。界面活性剤を含むことによって、塗布性、平坦化性、展開性を向上させることができ、塗布後に形成される拡散剤組成物層の塗りムラの発生を減少することができる。このような界面活性剤成分として、従来公知のものを用いることができるが、シリコーン系の界面活性剤が好ましい。また、界面活性剤成分は、拡散剤組成物全体に対し、100〜10000質量ppm、好ましくは、300〜5000質量ppm、さらに好ましくは500〜3000質量ppmの範囲で含まれることが好ましい。さらに2000質量ppm以下であると、拡散処理後の拡散剤組成物層の剥離性に優れるため、より好ましい。界面活性剤成分は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。 The diffusing agent composition of the present embodiment may further contain a surfactant and an additive as other components. By including the surfactant, it is possible to improve coating properties, planarization properties, and development properties, and to reduce the occurrence of uneven coating of the diffusing agent composition layer formed after coating. As such a surfactant component, a conventionally known component can be used, and a silicone-based surfactant is preferable. Moreover, it is preferable that a surfactant component is contained in 100-10000 mass ppm with respect to the whole diffusing agent composition, Preferably, it is 300-5000 mass ppm, More preferably, it is contained in 500-3000 mass ppm. Furthermore, since it is excellent in the peelability of the diffusing agent composition layer after a diffusion process as it is 2000 mass ppm or less, it is more preferable. Surfactant components may be used alone or in combination.
添加剤は、拡散剤組成物の粘度等の特性を調整するために必要に応じて添加される。添加剤としては、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。 Additives are added as necessary to adjust properties such as viscosity of the diffusing agent composition. Examples of the additive include polypropylene glycol.
以上説明した拡散剤組成物によれば、半導体基板に拡散剤組成物を塗布した後、乾燥炉で乾燥処理を行ったときに、炉内にリン化合物を大量に含む堆積物が生じることを抑制することができる。また、炉内の堆積物が減少した結果、堆積物に含まれるリン原子が半導体基板に落下する可能性を低減することができるため、当該半導体基板を用いて製造される太陽電池の光電変換特性の安定化を図ることができる。 According to the diffusing agent composition described above, when a diffusing agent composition is applied to a semiconductor substrate and then subjected to a drying treatment in a drying furnace, the generation of deposits containing a large amount of phosphorus compounds in the furnace is suppressed. can do. In addition, since the deposits in the furnace are reduced, the possibility that phosphorus atoms contained in the deposits fall on the semiconductor substrate can be reduced, so that the photoelectric conversion characteristics of the solar cell manufactured using the semiconductor substrate Can be stabilized.
また、不純物拡散成分(A)の熱分解温度を200℃以上とすること、バインダー樹脂(B)の重量平均分子量を10000以上とすること、バインダー樹脂(B)をアクリル樹脂とすること、沸点が100℃以上の有機溶剤(C)をさらに含むこと、のうち1項目、または任意の2項目以上を組み合わせることにより、拡散剤組成物を塗布した半導体基板を乾燥炉で乾燥したときに、炉内にリン化合物を大量に含む堆積物を生じにくくさせるという本発明の効果に加え上述した種々の効果をより一層高めることができる。 Further, the thermal decomposition temperature of the impurity diffusion component (A) is 200 ° C. or higher, the weight average molecular weight of the binder resin (B) is 10,000 or higher, the binder resin (B) is an acrylic resin, and the boiling point is When the semiconductor substrate coated with the diffusing agent composition is dried in a drying furnace by further including one or more arbitrary items of the organic solvent (C) at 100 ° C. or higher. In addition to the effect of the present invention that makes it difficult to produce a deposit containing a large amount of a phosphorus compound, the various effects described above can be further enhanced.
(不純物拡散層の形成方法、および太陽電池の製造方法)
図1(A)〜図1(D)、および図2(A)〜図2(D)を参照して、半導体基板に不純物拡散成分(A)を含有する上述の拡散剤組成物を塗布により拡散組成物膜を形成、または印刷してパターンを形成する工程と、拡散剤組成物中の不純物拡散成分(A)を半導体基板に拡散させる工程と、を含む不純物拡散層の形成方法と、これにより不純物拡散層が形成された半導体基板を備えた太陽電池の製造方法について説明する。図1(A)〜図1(D)、および図2(A)〜図2(D)は、実施形態に係る不純物拡散層の形成方法を含む太陽電池の製造方法を説明するための工程断面図である。
(Method for forming impurity diffusion layer and method for producing solar cell)
With reference to FIG. 1 (A) to FIG. 1 (D) and FIG. 2 (A) to FIG. 2 (D), the above-described diffusing agent composition containing an impurity diffusion component (A) is applied to a semiconductor substrate by coating. A method of forming an impurity diffusion layer, comprising: forming a diffusion composition film or printing to form a pattern; and diffusing the impurity diffusion component (A) in the diffusing agent composition into the semiconductor substrate, and A method for manufacturing a solar cell including a semiconductor substrate on which an impurity diffusion layer is formed will be described. 1A to 1D and FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a solar cell including a method for forming an impurity diffusion layer according to an embodiment. FIG.
まず、図1(A)に示すように、P型のシリコン基板などの半導体基板1を用意する。そして、図1(B)に示すように、周知のウェットエッチング法を用いて、半導体基板1の一方の主表面に、微細な凹凸構造を有するテクスチャ部1aを形成する。このテクスチャ部1aによって、半導体基板1表面の光の反射が防止される。続いて、図1(C)に示すように、半導体基板1のテクスチャ部1a側の主表面に、不純物拡散成分(A)を含有する上述の拡散剤組成物2を塗布する。
First, as shown in FIG. 1A, a
拡散剤組成物2はロールコート印刷法やスクリーン印刷法等により半導体基板1の表面に塗布される(なお、塗布膜でなくパターンを形成する場合はスクリーン印刷法が好ましい)。このようにして不純物拡散剤層を形成した後、オーブンなどの周知の手段を用いて塗布した拡散剤組成物2を乾燥させる。
The diffusing
次に、図1(D)に示すように、拡散剤組成物2が塗布された半導体基板1を電気炉内に載置して焼成する。焼成の後、電気炉内で拡散剤組成物2中の不純物拡散成分(A)を半導体基板1の表面から半導体基板1内に拡散させる。拡散工程における拡散温度は、例えば、800〜1000度の範囲である。なお、電気炉に代えて、慣用のレーザーの照射により半導体基板1を加熱してもよい。このようにして、不純物拡散成分(A)が半導体基板1内に拡散してN型不純物拡散層3が形成される。
Next, as shown in FIG. 1D, the
次に、図2(A)に示すように、周知のエッチング法により、不要な酸化膜を除去する。そして、図2(B)に示すように、周知の化学気相成長法(CVD法)、たとえばプラズマCVD法を用いて、半導体基板1のテクスチャ部1a側の主表面に、シリコン窒化膜(SiN膜)からなるパッシベーション膜4を形成する。このパッシベーション膜4は、反射防止膜としても機能する。
Next, as shown in FIG. 2A, an unnecessary oxide film is removed by a known etching method. Then, as shown in FIG. 2B, a silicon nitride film (SiN film) is formed on the main surface of the
次に、図2(C)に示すように、たとえば銀(Ag)ペーストをスクリーン印刷することにより、半導体基板1のパッシベーション膜4側の主表面に表面電極5をパターニングする。表面電極5は、太陽電池の効率が高まるようにパターン形成される。また、たとえばアルミニウム(Al)ペーストをスクリーン印刷することにより、半導体基板1の他方の主表面に裏面電極6を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, the
次に、図2(D)に示すように、裏面電極6が形成された半導体基板1を電気炉内に載置して焼成した後、裏面電極6を形成しているアルミニウムを半導体基板1内に拡散させる。これにより、裏面電極6側の電気抵抗を低減することができる。以上の工程により、本実施の形態に係る太陽電池10を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 2D, the
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれるものである。上述の実施の形態と以下の変形例との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art, and the embodiments to which such modifications are added are also possible. It is included in the scope of the present invention. A new embodiment generated by the combination of the above-described embodiment and the following modification has the effects of the combined embodiment and modification.
上述の実施の形態に係る拡散剤組成物は、スピンオン法、スプレー塗布法、インクジェット印刷法、ロールコート印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法などの印刷法に採用することもできる。中でもロールコート印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法が好ましい。 The diffusing agent composition according to the above-described embodiment is employed in printing methods such as spin-on method, spray coating method, ink jet printing method, roll coat printing method, screen printing method, letterpress printing method, intaglio printing method, offset printing method and the like. You can also Of these, roll coat printing, screen printing, letterpress printing and intaglio printing are preferred.
以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。 Examples of the present invention will be described below. However, these examples are merely examples for suitably explaining the present invention, and do not limit the present invention.
(拡散剤組成物)
実施例1〜8および比較例1、2の拡散剤組成物の各成分および含有量を表1に示す。なお、不純物拡散成分に係る各リン酸エステルについて、モノエステルとジエステルが(モル比1:1で)混合しているものを使用した。
Table 1 shows the components and contents of the diffusing agent compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2. In addition, about each phosphate ester which concerns on an impurity diffusion component, what mixed the monoester and diester (molar ratio 1: 1) was used.
(発生ガス分析)
各実施例、各比較例の拡散剤組成物を半導体基板に塗布後、乾燥時に生じるガスに含まれるリン原子の量を以下の手順で分析した。
(1)各実施例、各比較例の拡散剤組成物からなるペースト0.1gをシリコンウエハ上にバーコーターで薄く広げる。
(2)図3に示す概略図のように、ホットプレート20にシリコンウエハ30を載置し、シリコンウエハ30を150℃で3分間加熱し、発生したガスをガス捕集器40に貯蔵されたガス捕集溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテル)50に捕集させる。
(3)各拡散剤組成物について、上記(1)、(2)を10回繰り返し、ガス捕集溶剤50に捕集されたガス成分に含まれるリン原子濃度をICP−AES(ICP発光)法により測定した。得られた結果を表2に示す。
After applying the diffusing agent composition of each example and each comparative example to a semiconductor substrate, the amount of phosphorus atoms contained in the gas generated during drying was analyzed by the following procedure.
(1) Spread 0.1 g of paste composed of the diffusing agent composition of each example and each comparative example on a silicon wafer with a bar coater.
(2) As shown in the schematic diagram of FIG. 3, the
(3) For each diffusing agent composition, the above (1) and (2) are repeated 10 times, and the phosphorus atom concentration contained in the gas component collected in the
1 半導体基板、 1a テクスチャ部、 2 拡散剤組成物、 3 N型不純物拡散層、 4 パッシベーション膜、 5 表面電極、 6 裏面電極、 10 太陽電池、20 ホットプレート、30 シリコンウエハ、40 ガス捕集器、50 ガス捕集溶剤
DESCRIPTION OF
Claims (7)
不純物拡散成分(A)と、
バインダー樹脂(B)と、
を含有し、
不純物拡散成分(A)が下記一般式(1)で表されるリン酸エステルであることを特徴とする拡散剤組成物。
An impurity diffusion component (A);
A binder resin (B);
Containing
The diffusing agent composition, wherein the impurity diffusion component (A) is a phosphate ester represented by the following general formula (1).
前記拡散剤組成物の不純物拡散成分(A)を前記半導体基板に拡散させる拡散工程と、
を含むことを特徴とする不純物拡散層の形成方法。 A pattern forming step of forming a pattern by applying the diffusing agent composition according to any one of claims 1 to 5 to a semiconductor substrate;
A diffusion step of diffusing the impurity diffusion component (A) of the diffusing agent composition into the semiconductor substrate;
A method for forming an impurity diffusion layer, comprising:
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