JP7163774B2 - 半導体用材料、半導体素子の製造方法 - Google Patents

半導体用材料、半導体素子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明はポリシロキサン、太陽エネルギーと半導体に用いる材料、半導体素子の製造方法及び太陽電池に関する。具体的には、一連のポリシロキサンの有機合成、太陽エネルギーと半導体に用いるドーピング材料及びマスク材料、この材料を用いる半導体素子の製造方法及び太陽電池に関する。
従来の半導体又は太陽電池の製造では、半導体基板にｐ型又はｎ型不純物拡散層を形成する場合に、ガスドーピング剤又はドーピングペーストを使用する方法のいずれかがあるが、前記従来のガスドーピング剤又はドーピングペーストを用いて高温熱拡散を行う場合、非拡散面にバリア層を形成する必要がある。これによりプロセス過程が冗長、複雑であり、同時にコストもそれに従って上昇する。イオン注入方法を用いると、必要な設備コスト、維持コストが比較的高い。且つ、従来のペーストの性能、コスト等は強力なバランスを達成することが困難であるため、太陽電池産業において市場の競争力がない（文献［１］）。
特に両面がすべて光を受けて発電する両面電池の製造プロセス中、太陽電池に使用される半導体基板にｐ型及びｎ型の不純物を拡散させて不純物拡散層を形成するプロセスにおいて、それぞれｐ型不純物拡散層及びｎ型不純物拡散層に対して異なる工程を採用する。しかし、このような方法には工程数を増加する問題が存在する。これらの問題に対して、より簡単な方法として、半導体基板にアクセプタ元素を含有するｐ型不純物拡散組成物を付与して、熱処理によりｐ型不純物拡散層が形成された後、ｐ型不純物拡散組成物の熱処理物の一部をマスクとしてｎ型不純物拡散層を形成する方法を提案した。
また、ガスドーピング剤は一般的に三臭化ホウ素、ホスフィン、オキシ塩化リン等の毒性の高い物質であり、パイプ、テールガス吸収装置に対する要求が高く、且つリークがあれば重大な事故が発生する可能性があり、周囲の環境を汚染する。
中国特許出願第２０１５１００２０６４９．４号
従来の半導体ドーピング（太陽電池のｐ型とｎ型ドーピング）には高いコスト、使用されたドーピング材料の高い毒性、環境汚染性、ドーピングの不均一性による低収量の欠点を解決するために、本発明はポリシロキサン、及び該ポリシロキサンで製造された太陽エネルギーと半導体に用いる材料を提供し、同時に該太陽電池と半導体に用いる材料を使用する半導体素子及び太陽電池の製造プロセスを更に提供する。
本発明は、ポリシロキサンを開示し、前記ポリシロキサンは、下式１に示す構造単位から選ばれた少なくとも１種を含有し、
Figure 0007163774000001
式１中、Ｑは、アルコール性水酸基を含有する主鎖の炭素原子数が１２よりも小さいアルキル基、又はアルコール性水酸基を含有する主鎖の非水素原子数が１２よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基であり、Ｔは、水酸基、アルキル基、アルコール性水酸基を含有する主鎖の炭素原子数が１２よりも小さいアルキル基、又はアルコール性水酸基を含有する主鎖の非水素原子数が１２よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基である。
水での溶解性を増加することができるだけでなく、ホウ素との錯体形成が発生する役割を果たすことができ、ホウ素分布の均一性を向上させるため、好ましくは、前記Ｑは式2に示す構造であり、
Figure 0007163774000002
式2中、Ｘは、炭素原子数が７よりも小さいアルキル基、又は主鎖の非水素原子数が７よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立した水素原子、炭素原子数が３よりも小さい置換基であるか、又はＲ２とＸの炭素原子を結んで形成した環状基である
ポリシロキサンを熱分解しやすいことを確保するとともにケイ素含有量を確保してバリア性、ガスでの拡散を抑制する性能を要求に符合させるために、好ましくは、前記Ｘは主鎖の非水素原子数が７よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基である。
ガスでの拡散とは、拡散過程に、ドーピングペースト又はマスク材料における拡散剤成分がその周囲へ揮発し、且つガスとして拡散することである。
水での溶解性を確保するとともにケイ素含有量を確保してバリア性、ガスでの拡散を抑制する性能を要求に符合させるために、好ましくは、前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立した水素原子、炭素原子数が１である置換基であるか、又はＲ２とＸの炭素原子を結んで形成した環状基である。更に好ましくは、前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立した水素原子である。
好ましくは、前記ポリシロキサンは、モル含有量１～９９％の下式3に示す構造単位から選ばれた少なくとも１種を更に含み、
Figure 0007163774000003
式3中、Ｘ１は、炭素原子数が８よりも小さいアルキル基、又は炭素原子数が１０よりも小さいアリール基であり、Ｙ１は、水酸基、炭素原子数が１０よりも小さいアリール基、又は炭素原子数が８よりも小さいアルキル基である。
有機溶剤以外、ある程度の水での溶解性を保持することを考慮するため、好ましくは、前記式２に示す分子構造断片のモル含有量は１～５０％である。
コストを考慮するとともに水酸基の親水性を用いて水での溶解度を保持するため、好ましくは、前記Ｙ１は水酸基である。
水での溶解性を増加することができるだけでなく、ホウ素との錯体形成が発生する役割を果たすことができ、ホウ素分布の均一性を向上させるため、好ましくは、Ｔは、水酸基、炭素原子数が８よりも小さいアルキル基、又は式４に示す構造を含有し、
Figure 0007163774000004
式４中、Ｚは、炭素原子数が７よりも小さいアルキル基、又は主鎖の非水素原子数が７よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基であり、R4、R5、R6はそれぞれ独立した水素原子、炭素原子数が３よりも小さい置換基であるか、又はＲ５とＸの炭素原子を結んで形成した環状基である。
ポリシロキサンを熱分解しやすいことを確保するとともにケイ素含有量を確保してバリア性、ガスでの拡散を抑制する性能を要求に符合させるために、好ましくは、前記Ｚは主鎖の非水素原子数が７よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基である。
ポリシロキサンにおけるケイ素含有量を確保してバリア性、ガスでの拡散を抑制する性能を要求に符合させるために、好ましくは、前記Ｔは水酸基である。
エチレンオキシドの重合により貯蔵安定性の低下を引き起こすため、好ましくは、前記ポリシロキサンはエチレンオキシド構造を含有しない。
良好な水溶性及び有機溶剤溶解性を取得することができるため、前記ポリシロキサンは、単にＱが式２に示す分子構造で表される構造単位のみで構成される。
単一分子の均一性がより良いため、前記構造単位は同一の構造単位である。
分子量が高すぎると溶解性が総体的に低下するとともに、コロイド化も発生しやすいため、好ましくは、前記ポリシロキサンの重量平均分子量が５００～５００００である。
貯蔵及び使用において分子量が増大しても局所の不均一を引き起こさないことを確保するために、好ましくは、前記ポリシロキサンの重量平均分子量が１０００～１１０００である。
保存期間を延長するために、好ましくは、前記ポリシロキサンの重量平均分子量が１５００～５５００である。
本発明のポリシロキサンで制作したドーピングペースト及びマスキング材料は優位な拡散性のある上で、有意なバリア性と少ない気中拡散である。且つ、本発明の半導体製造方法により、更に気中拡散が抑えられるため、ドーピングの性能が更に向上できる。
図１はバリア性の評価試験におけるシリコンウエハーの配置である。 図２は拡散性能及び気中拡散の評価試験におけるシリコンウエハーの配置である。図３は図３ｉ、３ｉｉ及び３ｉｉｉにより本発明の半導体素子の製造方法の１つの例示としての模式的な工程の断面図を示す。 図３ｉは一方の面に第一導電型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板の断面図である。 図３ｉｉは上記一方の面に第一導電型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板の拡散ボートでの１種の配置を示す断面図である。 図３ｉｉｉは上記図３ｉｉの半導体基板を熱拡散した後の断面図である。 図４は第一導電型不純物拡散層を形成するときの半導体基板の設置の1つの例示としての模式的な断面図である。図５は図５ｉ、５ｉｉ、５ｉｉｉ、５ｉｖ、５ｖ、５ｖｉ及び５ｖｉｉにより本発明の太陽電池の製造方法の１つの例示としての模式的な工程の断面図を示す。 図５ｉはｎ型半導体基板の断面図である。 図５ｉｉは一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板の断面図である。 図５ｉｉｉは上記図５ｉｉの半導体基板に対してｐ型不純物の拡散を行った後の断面図である。 図５ｉｖは図５ｉｉｉのうえでｎ型不純物拡散を行った後の断面図である。 図５ｖは図５ｉｖの半導体基板を洗浄した後の断面図である。 図５ｖｉは図５ｖの半導体基板に反射防止層兼パッシベーション層を製造した後の断面図である。 図５ｖｉｉは図５ｖｉの半導体基板に電極を製造した後の断面図である。 図６は比較例の拡散ボートでの半導体基板の配置の模式的な断面図である。
本発明のポリシロキサンは特に限定されたものではなく、具体的には、以下の例を挙げることができる。繰り返し構造単位の実際の配列形態は以下に例示した構造で示されたものに限定されない。
Figure 0007163774000005
Figure 0007163774000006
Figure 0007163774000007
Figure 0007163774000008
Figure 0007163774000009
Figure 0007163774000010
Figure 0007163774000011
Figure 0007163774000012
Figure 0007163774000013
Figure 0007163774000014
Figure 0007163774000015
Figure 0007163774000016
Figure 0007163774000017
本発明は更に、以上に記載のポリシロキサンを含有する、太陽エネルギーと半導体に用いる材料を開示する（以下、「本発明の材料」ともいう）。
前記の太陽エネルギーと半導体に用いる材料は、ドーピング剤成分Ａ、高分子バインダーＢ、と溶剤Ｃを更に含有する。
本発明の太陽エネルギーと半導体に用いる材料は、マスク材料として使用された場合はドーピング剤成分Ａは存在しなくてもよい。
ドーピング剤成分に対して特に限定せず、好ましくは、前記ドーピング剤成分Ａは第５族元素の化合物のｎ型ドーピング剤成分を含むか、又は第３族元素の化合物のｐ型ドーピング剤成分を含む。
コストが低く、ソースが広いため、好ましくは、前記ドーピング剤成分Ａは、無機ホウ素化合物成分、又は無機リン化合物成分を含む。
使用の安全性、低コストを考えるため、より好ましくは、前記ドーピング剤成分Ａに含まれた無機ホウ素化合物は三酸化ホウ素、又はホウ酸であり、無機リン化合物はリン酸である。
ドーピング剤成分を均一に分布させるために、好ましくは、前記高分子バインダーＢの繰り返し構造単位にはアルコール性水酸基を含む。
スピンコーティング及び印刷コーティングに適用するために、好ましくは、前記高分子バインダーＢの重量平均分子量の範囲が１０００～３０００００である。熱分解しやすいとともにスピンコーティングに適用するために、より好ましくは、前記高分子バインダーＢの重量平均分子量の範囲が３０００～５００００である。
前記高分子バインダーに対して特に限定せず、好ましくは、ポリプロピレンアルコール、ポリビニルアルコールである。
ポリビニルアルコール、ポリプロピレンアルコールが溶剤での溶解性を増加するために、好ましくは、前記溶剤Ｃは、０～５０％の水、及び５０～１００％の有機溶剤からなる。
スピンコーティング及び印刷コーティングに適用するために、好ましくは、前記有機溶剤は沸点が５０～３００℃の有機溶剤である。
有機溶剤に対して特に限定せず、好ましくは、１－メトキシ－２－プロパノール、ジアセトンアルコール、２－プロパノール、ｎ－ブタノール、３－メトキシ－３－メチルブタノール、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロパンジオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ａｌｐｈａ－テルピネオール、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、メタノール、エタノール、１,４－ジオキサン、アセトン、ブタノン、乳酸メチル、乳酸エチル等である。
太陽エネルギーと半導体に用いる材料の貯蔵安定性を確保するとともに、コストを制限するために、好ましくは、前記ドーピング剤成分Ａ、高分子バインダーＢ、ポリシロキサン、と溶剤Ｃの総添加量はペーストの総質量に対して２～３０％である。更にペーストの貯蔵安定性を向上させるとともにコストを制限するために、より好ましくは、前記ドーピング剤成分Ａ、高分子バインダーＢ、ポリシロキサン、溶剤Ｃの総添加量はペーストの総質量に対して５～２０％である。
本発明は半導体基板の半導体素子の製造方法を更に開示した。前記製造方法には前記太陽エネルギーと半導体に用いる材料を使用した。前記方法は以下のａ～ｃの工程を含有する。
ａ．本発明の材料を第一導電型不純物拡散組成物として各半導体基板の一方の面に塗布して、第一導電型不純物拡散組成物膜を形成する。
ｂ．ａ工程で製造された前記第一導電型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を加熱し、前記材料でのドーピング剤成分Ａに含まれた第一導電型不純物を前記半導体基板へ拡散し、第一導電型不純物拡散層を形成する。
ｃ．第二導電型不純物を含有するガスの雰囲気下で前記半導体基板を加熱し、第二導電型の不純物を前記半導体基板へ拡散し、第二導電型不純物拡散層を形成する。
工程ｂ及びｃにおいて、二枚一組の前記半導体基板の各々の第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面が互いに向い合せになるように設置する。工程ｂ及びｃにおいて、二枚一組の前記半導体基板の各々の第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面が互いに向い合せになるように設置されるのはドーピング剤成分の未塗布面に対する汚染及び第二導電型不純物の拡散を行う場合第一導電型不純物拡散面に対する汚染を減少するためのものである。
第二導電型不純物の第一導電型不純物拡散面に対する汚染を更に防止するために、好ましくは、前記ｃ工程は前記ｂ工程の後で第一導電型不純物拡散組成物膜の熱処理物をマスクとして行われる。
工程を短くして、コストを節約するために、好ましくは、前記ｃ工程は前記ｂ工程の後で前記ｂ工程に連続して行われる。
第一導電型拡散層に対する影響を低減するために、好ましくは、前記ｃ工程において、第二導電型不純物拡散層を形成するときの加熱温度は、前記ｂ工程において第一導電型不純物拡散層を形成するときの温度よりも５０～２００℃低い温度である。
半導体基板における第一導電型と第二導電型不純物の表面濃度を調整するために、好ましくは、酸素を含有する雰囲気下で半導体基板の表面を酸化させるｄ工程を更に含む。
工程を短くして、コストを低減させるために、好ましくは、前記ｄ工程は前記ｃ工程の後で前記ｃ工程に連続して行われる。
第二導電型不純物が第一導電型拡散面に入ることを減少するとともに第二導電型不純物を第二導電型拡散面に均一に堆積することができるために、好ましくは、前記ｂ及びｃ工程において、前記二枚一組の半導体基板の複数組に対して、各組における前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離をＷ１とし、隣り合う２組間の前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面とその反対面との間の距離をＷ２とし、Ｗ１とＷ２はＷ１＜Ｗ２を満たす。
第二導電型不純物が第一導電型拡散面に入ることを更に減少するために、好ましくは、前記ｂ及びｃ工程において数枚の半導体基板を配置する場合、前記二枚一組の半導体基板の前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離Ｗ１が０ｍｍである。
前記太陽エネルギーと半導体に用いる材料での有機物を十分に分解させるとともに前記形成された第一導電型不純物拡散組成物膜の第二導電型不純物に対するバリア性を向上させるために、好ましくは前記ｂ工程は酸素を含有する雰囲気下で行われる。
雰囲気変換によるプロセス不安定性を低減させるとともに雰囲気変換に必要な安定時間を節約するために、好ましくは前記ｂ工程において雰囲気下での窒素と酸素との比率は前記ｃ工程において雰囲気下での窒素と酸素との比率と同じである。
第一導電型拡散層に対する影響を低減させるために、好ましくは前記第一導電型はｐ型であり、前記第二導電型はｎ型である。
本発明は前記半導体素子の製造方法で製造された太陽電池を更に開示した。
本発明の有益な効果は以下の通りである。
まず、本発明が提供したポリシロキサンは有機溶剤で良好な溶解性を有するだけでなく、水での溶解性も改善され、その適用範囲が拡大された。
次に、本発明が提供したポリシロキサンで製造された太陽エネルギーと半導体に用いる材料は、良好な拡散性を有するだけでなく、ある程度コストを低減させるとともに良好なバリア性も有し、ドーピング機能を有するマスク材料にも適用されることができる。半導体（太陽電池を含む）のホウ素、リン拡散プロセスにマスク層がなくても目標結果を得ることができ、同時にプロセスを短縮してコストを低減させる目標を達成した。
第三、本発明が提供したポリシロキサンで製造されたドーピング剤を含まないマスク材料は、マスクの箇所にドーピングが発生する必要がない拡散プロセスに適用できる。
第四、本発明が提供した半導体素子と太陽電池の製造プロセスを使用すると、前記の太陽エネルギーと半導体に用いる材料を更に利用することができ、本プロセスには前記材料の優位なバリア性と優位な拡散性を利用しただけでなく、更に製造プロセスの改良によりドーピングする場合ドーピング剤成分Ａが本発明における太陽エネルギーと半導体に用いる材料を塗布した領域以外の領域への拡散（即ち気中拡散）に対する抑制を更に向上させ、工程数及び工程時間を短くする。
具体実施方式：
以下、好ましい実施形態を合わせて本発明を説明する。実施形態によって発明は限定されず、単に例であり、実施形態に記載の全ての特徴が必ずしも本発明の本質的な内容とは限らない。
本実施形態のポリシロキサンは、繰り返し単位構造にはアルコール性水酸基を含有し、本発明の太陽エネルギーと半導体に用いる材料に適用されるが、それらに限定されない。前記ポリシロキサンの合成にはアルコキシシラン（１）、アルコキシシラン（２）、有機溶剤（３）、水（４）、酸触媒（５）（下を参照する）を使用しており、反応の監視にはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を使用して分子量をテストして反応終点を判断する。該ポリシロキサンで製造された太陽エネルギーと半導体に用いる材料は、ドーピング剤成分（Ａ）、高分子バインダー（Ｂ）、ポリシロキサン、と溶剤（Ｃ）を含有する。以下、本実施形態のポリシロキサンの合成に関する化合物、および太陽エネルギーと半導体に用いる材料における各成分、前記材料を用いた半導体製造プロセス、およびそれ本方法を用いた製造した太陽電池を説明する。
［アルコキシシラン（１）］
アルコキシシラン（１）は１種又は多種であってよいが、その分子構造には必ずアルコール性水酸基、又は反応した後完全に加水分解してアルコール性水酸基を生成できる官能基（６）を含有する。官能基（６）は、エステル官能基、プロピレンオキシド官能基、ブチレンオキサイド官能基、加水分解しやすいエーテル類官能基等を挙げることができる。
アルコキシシラン（１）として、３－グリシジルオキソプロピルトリメトキシシラン、２－（３,４－エポキシシクロヘキサン）エチルトリメトキシシラン、３－グリシジルトリメトキシシラン、３－（イソブチレンオキシ）プロピルトリメトキシシラン、３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、トリエトキシ（３－エポキシプロピルプロポキシ）シラン、ジエトキシ（３－グリシジルオキシプロピル）メチルシラン、３－グリシドキシプロピル（ジメトキシ）メチルシラン、［８－（エポキシプロピルオキシ）－ｎ－オクチル］トリメトキシシラン等を挙げることができる。
［アルコキシシラン（２）］
アルコキシシラン（２）は１種又は多種であってよいが、その分子構造には上記アルコキシシラン（１）における官能基（６）を含まない。
アルコキシシラン（２）として、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ビニールトリメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン等を挙げることができる。
［有機溶剤（３）］
有機溶剤（３）は１１０℃よりも小さい強酸性条件下で加水分解しにくく、室温で１００ｇの水での溶解度が３０ｇよりも多く、同時に沸点が１１０℃よりも大きいものである。
有機溶剤（３）として、１－メトキシ－２－プロパノール、ジアセトンアルコール、２－プロパノール、ｎ－ブタノール、３－メトキシ－３－メチルブタノール、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロパンジオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ａｌｐｈａ－テルピネオール、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等を挙げることができる。
［水（４）］
水（４）はアルコキシシラン（１）及びアルコキシシラン（２）の加水分解反応に関与する反応物として、水道水、脱イオン水、超純水等を挙げることができる。
［酸触媒（５）］
酸触媒（５）は、アルコキシシラン（１）とアルコキシシラン（２）加水分解反応、及びアルコキシシラン（１）とアルコキシシラン（２）加水分解物重合の触媒として、アルコキシシラン（１）及びアルコキシシラン（２）におけるケイ素に結合されているアルコキシの加水分解に対して良好な触媒作用を有する以外、アルコキシシラン（１）におけるケイ素に結合されているアルキル基類置換基に含まれる完全に加水分解してアルコール性水酸基を生成できる官能基（５）の加水分解に対する触媒作用を有する必要がある。
酸触媒（５）として、塩酸、硫酸、リン酸（注記：Ｐ型ドーピングペーストを製造する場合一般的にリン酸を使用しない）、硝酸、超酸等を挙げることができる。
［ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）］
ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）は反応監視手段として、使用されたゲル浸透クロマトグラフィー機器は島津（ｓｈｉｍａｚｕ）Ｓ３－４１００である。クロマトグラフィーカラム：ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ－Ｈ、サイズ：６．０ｍｍＩ．Ｄ．×１５ｃｍ、部品番号：００１８００１、微粒子サイズ：３＆５ミクロンとする。テスト条件：移動相テトラヒドロフラン、流量：０．２ミリリットル／分、カラム温度：４０℃、単一サンプルの実行時間：３０分間とする。標準曲線を作成するために使用される標準サンプルはポリスチレンである。
＜ドーピング剤成分（A）＞
ドーピング剤成分（Ａ）は半導体（太陽電池を含む）の製造において広く使用されている化合物である。ドーピング剤成分（Ａ）は第15族元素を含む化合物（本明細書では「第15族化合物」ともいう）第１５族n型ドーピング剤成分、又は第13族元素を含む化合物（本明細書では「第13族化合物」ともいう）第１３族p型ドーピング剤成分を含む。前記p型ドーピング剤成分に含まれた第１３族化合物は、Ｂ（ＯＨ）３、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３等を挙げることができ、ドーピング剤成分（Ａ）には１種以上のこれらの化合物を含み、半導体基板にはp型又は高濃度p型不純物拡散層を形成することができ、同時に自身もマスク材料として他の不純物の汚染を阻止することができる。前記n型ドーピング剤成分に含まれた第１５族化合物は、Ｈ３ＰＯ４、Ｐ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３等を挙げることができ、ドーピング剤成分（Ａ）には１種以上のこれらの化合物を含み、半導体基板にはn型又は高濃度n型不純物拡散層を形成することができ、同時に自身もマスク材料として他の不純物の汚染を阻止することができる。
［高分子バインダー（Ｂ）］
高分子バインダー（Ｂ）は、上記ドーピング剤成分をドーピングペースト及びマスク材料を乾燥させた後形成された固形分に均一に分布する機能を有し、このように目標半導体基板に対してのドーピングをより均一にすることに寄与する。
上記高分子バインダー（Ｂ）はポリアクリル酸系非シリコン高分子、又は繰り返し単位はアルコール性水酸基の非シリコン系高分子を含有する。好ましくは、繰り返し単位はアルコール性水酸基の非シリコン系高分子、例えばポリビニルアルコール、ポリプロピレンアルコール等を含有する。
［ポリシロキサン］
ポリシロキサンは本発明が提供した分子の繰り返し単位にアルコール性水酸基を含有するシロキサンである。それに含まれるケイ素原子が高分子酸化分解された後形成されたシリコン酸化物は良好なバリア作用を果たすことができ、他の要素がスラリーの塗布面の汚染を防止し、自身に含まれたドーピング剤成分の外への拡散を減少することにより外部への汚染を減少することができるとともにドーピング剤成分を合わせてドーピング性能を向上させる。なお、それに含まれたアルコール性水酸基も高分子バインダー（Ｂ）に補助してドーピング剤成分をより均一に分布することができ、同時に水溶性ドーピングペースト及びマスク材料での溶解性を改善し、実際の要求に応じてドーピング剤成分の分布の均一性及び安定性に影響しないようにより大きい範囲内にドーピング剤成分及びポリシロキサンの添加量を調整することができる。
［溶剤（Ｃ）］
溶剤（Ｃ）は水を添加しない単一の有機溶剤、有機溶剤の混合溶剤であってもよいし、有機溶剤と水の混合溶剤であってもよい。単一溶剤の場合には、好ましくは沸点が１００℃よりも高い有機溶剤であり、これにより溶剤の揮発によりコーティングの品質に影響することを防止する。混合溶剤の場合には沸点が１００℃より低い有機溶剤を選択することができ、沸点が１００℃より低い有機溶剤を選択すると、同時にそれに必ず溶剤総質量に対して４０質量％以上に達する、沸点が１００℃よりも高い有機溶剤と水との混和溶剤を含有する。コーティングプロセスにおいて、溶剤の揮発が速すぎることにより性能に影響することを防止するために、混合溶剤にも同様に沸点が１００℃よりも高い溶剤が好ましい。
溶剤（Ｃ）に含まれた有機溶剤は、１－メトキシ－２－プロパノール、ジアセトンアルコール、２－プロパノール、ｎ－ブタノール、３－メトキシ－３－メチルブタノール、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロパンジオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ａｌｐｈａ－テルピネオール、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、メタノール、エタノール、１,４－ジオキサン、アセトン、ブタノン、乳酸メチル、乳酸エチル等を挙げることができる。
《半導体基板の半導体素子の製造方法》
本発明の半導体素子の製造方法は以下の数枚の半導体基板を使用した半導体素子の製造方法であってよく、前記方法は以下のａ～ｃの工程を含有する。
工程ａ．各半導体基板の一方の面に第一導電型不純物拡散組成物を塗布し、第一導電型不純物拡散組成物膜を形成する。
工程ｂ．前記第一導電型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を加熱し、前記第一導電型不純物を前記半導体基板へ拡散し、第一導電型不純物拡散層を形成する。
工程ｃ．第二導電型不純物を含有するガスの雰囲気下で前記半導体基板を加熱し、第二導電型の不純物を前記半導体基板へ拡散させ、第二導電型不純物拡散層を形成する。
工程ｂ及びｃにおいて、二枚一組の半導体基板の各々の第一導電型不純物拡散組成物膜が形成された面が互いに向い合せになるように設置する。
（ａ工程）
図３ｉに示すように、半導体基板１の一方の面に第一導電型不純物拡散組成物を塗布して第一導電型不純物拡散組成物膜２を形成する。
第一導電型不純物拡散組成物の塗布方法は特に限定されず、半導体基板に適用された公知の塗布方法をすべて使用することができる。例えば、スクリーン印刷、写真グラビア印刷等の印刷法、スピンコーティング法、スクラビングブラシコーティング、スプレー法、スクレーパー法、ロールコーティング法又はインクジェット印刷法等を利用することができる。
図３ｉに示すように、半導体基板１の一方の面の全体に第一導電型不純物拡散組成物を塗布した様態を説明したが、面全体の一部に第一導電型不純物拡散組成物を塗布してもよい。
更に、半導体基板１の一方の面に第一導電型不純物拡散組成物膜２が形成された後第一導電型不純物拡散組成物膜２での溶剤の少なくとも一部を除去する乾燥工程を設置してもよい。乾燥工程において、例えば、１００℃～３００℃まで加熱して処理し、溶剤の少なくとも一部を揮発する。
半導体基板１として、特に限定されず、例えば不純物濃度１０１５～１０１６個の原子／ｃｍ３のｎ型単結晶シリコン、ポリシリコン及びヘリウム、炭素等の他の元素を混合した結晶シリコン基板を挙げることができる。且つ、ｐ型結晶シリコン又はシリコン以外の半導体を使用してもよい。
半導体基板１の厚さは５０～３００μｍであり、外形は好ましくは１つの辺が１００～２５０ｍｍの正方形である。且つスライス損傷及び自然酸化膜を除去するために、好ましくは、水素フッ酸溶液及びアルカリ溶液等で行った表面エッチング処理を行う。
且つ、アルカリ溶液を用いて半導体基板の両面をエッチングし、好ましくは両面にスエード構造と言われる微細な凹凸構造を形成する。スエード構造は、例えばシリコン基板を水酸化カリウム及びイソプロパノールを含有する８０℃の溶液に浸すことによって形成されるものである。
第一導電型不純物拡散組成物に対して、特に限定されず、好ましくは本発明が提供したドーピングペースト及びマスク材料である。
（ｂ工程）
図３ｉｉに示すように、一方の面に第一導電型不純物拡散組成物膜２が形成された半導体基板３を二枚一組の形態に設置し、各々の第一導電型不純物拡散組成物膜２が形成された面が互いに向い合せになるように拡散ボート４に設置する。
拡散ボート４は半導体基板を設置するために凹溝が設けられる。拡散ボートの凹溝サイズ及び間隔は特に限定されない。拡散ボートは水平方向に対して傾斜してもよい。拡散ボートの材質は拡散温度を耐える以外特に限定されないが、好ましくは石英である。
図３ｉｉｉに示すように、半導体基板３を設置した拡散ボート４を拡散炉１６で加熱し、第一導電型不純物を半導体基板１へ拡散させ、第一導電型不純物拡散層５を形成する。
この場合、二枚一組の半導体基板を以上のように設置するので、不純物が不純物拡散組成物膜２からガスへ拡散しても、このように半導体基板の第一導電型不純物拡散組成物膜２が形成された面の反対面に到達しにくい。
第一導電型不純物拡散層５を形成するときの加熱処理温度及び時間は不純物拡散濃度、拡散深さ等によって希望とする拡散特性を得ることができるように適当に設定することができる。例えば、８００℃以上１２００℃以下で１～１２０分間加熱拡散を行うと設定することができる。
第一導電型不純物拡散層５を形成するための加熱処理のガス雰囲気は特に限定されないが、好ましくは窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、キセノン、ネオン、クリプトン等の混合雰囲気であり、更に好ましくは窒素及び酸素の混合雰囲気であり、特に好ましくは、酸素の含有量として体積含有量が５％以下である窒素及び酸素の混合雰囲気である。外への拡散を抑制するために、好ましくは混合雰囲気には酸素が存在する雰囲気下で第一導電型の不純物の拡散を行う。
二枚一組の半導体基板の第一導電型不純物拡散組成物膜２が形成された面間の距離Ｗ１は特に限定されず、好ましくは５ｍｍ以下であり、最も好ましくは１ｍｍ以下である。
例えば、図４に示すように、拡散ボート４の１つの凹溝内に二枚一組の半導体基板を設置してよく、外への拡散を抑制する傾向があるために、好ましくは二枚一組の半導体基板の各第一導電型の不純物拡散組成物膜２が形成された面間の距離Ｗ１は短い距離である。更に好ましくは前記第一導電型の不純物拡散組成物膜２が形成された面間の距離Ｗ１は０ｍｍであり、即ち間隔は実質的に０ｍｍである（実質的に接触である）。
半導体基板の隣り合う２組間の前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面間の距離Ｗ２は特に限定されず、好ましくは１～５ｍｍであり、更に好ましくは１～３ｍｍである。
好ましくは、前記二枚一組の半導体基板の複数組に対して、各組における前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離をＷ１とし、隣り合う２組間の前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面間の距離をＷ２とし、Ｗ１とＷ２はＷ１＜Ｗ２を満たす。以上のように、ｂ工程に連続してｃ工程が行われる場合には、拡散ボートでの半導体基板の設置が不変で、半導体基板の他方の面へ不純物を拡散することができる。
且つ、好ましくは、ｂ工程の前に、例えば、一方の面に第一導電型不純物拡散組成物膜が形成れた半導体基板３を、拡散するときの熱処理温度よりも低い温度下で且つ酸素を含む雰囲気下で加熱処理し、これにより第一導電型不純物拡散組成物膜２におけるバインダー樹脂等の有機成分の中の一部を少なくとも除去する。第一導電型の不純物拡散組成物膜２におけるバインダー樹脂等の有機成分の少なくとも一部が除去される場合には、半導体基板での第一導電型不純物拡散組成物膜の中の不純物成分の濃度を向上させることができ、第一導電型の不純物の拡散性をも向上させやすい。
ｂ工程のガス雰囲気は特に限定されないが、好ましくは窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、キセノン、ネオン、クリプトン等の混合雰囲気であり、より好ましくは酸素を含む混合雰囲気である。好ましくは酸素を含む雰囲気下で行われ、このように第一導電型の不純物拡散組成物膜におけるバインダー等の有機成分の熱分解がより容易になる。
ガス雰囲気における酸素の含有量は特に限定されないが、好ましくは体積含有量が２０％以下であり、より好ましくは体積含有量が５％以下である。
（ｃ工程）
ｃ工程の拡散ボートでの半導体基板の設置は、ｂ工程に説明されたものと同じである。即ち、二枚一組の半導体基板の各々の第一導電型不純物拡散組成物膜が形成された面が互いに向い合せになるように配置する。
二枚一組の半導体基板の第一導電型の不純物拡散組成物膜２が形成された面間の距離Ｗ１は特に限定されず、好ましくは５ｍｍ以下であり、更に好ましくは１ｍｍ以下である。
例えば、図４に示すように、拡散ボート４の１つの凹溝内に二枚一組の半導体基板を設置し、外への拡散を抑制する傾向を有するために、好ましくは二枚一組の半導体基板の各第一導電型の不純物拡散組成物膜２が形成された面間の距離Ｗ１は短い距離である。更に好ましくは、前記第一導電型の不純物拡散組成物膜２が形成された面間の距離Ｗ１は０ｍｍであり、即ちこの間隔は実質的に０ｍｍである（実質的に接触である）。
半導体基板の隣り合う組間の前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面間の距離Ｗ２は特に限定されず、好ましくは１～５ｍｍであり、更に好ましくは１～３ｍｍである。
好ましくは、前記二枚一組の半導体基板の複数組に対して、各組における前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離をＷ１とし、隣り合う２組間の前記第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面間の距離をＷ２とし、Ｗ１とＷ２はＷ１＜Ｗ２を満たす。以上のように、ｂ工程に連続してｃ工程が行われる場合には、拡散ボートでの半導体基板の設置が不変で、半導体基板の他方の面へ第二導電型不純物を拡散することができる。
ｃ工程において、第二導電型不純物を含有するガスを流入する同時に、半導体基板を加熱し、第二導電型の不純物拡散層を形成する。
第二導電型不純物を含有するガスとして、ｎ型の場合には、ＰＯＣｌ３ガスであってよく、ｐ型の場合には、ＢＢｒ３、ＢＣｌ３等のガスを挙げることができる。ＰＯＣｌ３ガスは例えばＰＯＣｌ３溶液へ窒素又は窒素／酸素の混合ガスを吹き込んで、又はＰＯＣｌ３溶液を加熱して得ることができる。
加熱温度は、好ましくは７５０℃～１０５０℃であり、更に好ましくは８００℃～１０００℃である。
ガス雰囲気は特に限定されないが、好ましくは窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、キセノン、ネオン、クリプトン等の混合雰囲気であり、更に好ましくは窒素と酸素の混合雰囲気であり、特に好ましくは酸素の体積含有率が５％以下の窒素と酸素の混合雰囲気である。
且つ、ガス雰囲気の変更の工程時間を短くすることができるので、好ましくはｂ工程の雰囲気を変化しなくてｃ工程を行う。特に、ｂ工程においてガス雰囲気における窒素と酸素との比率はｃ工程においてガス雰囲気における窒素と酸素の比率と同じである。この場合の好ましい比率は、酸素：窒素の体積比＝１：９９～５：９５である。
図３ｉｉｉに示すように、ｂ工程の後、第一導電型の不純物拡散層５の上に第一導電型不純物拡散組成物膜の熱処理物層６が残留される。好ましくはこれを第二導電型不純物を含むガスに対するマスクとして、ｃ工程を行う。そうすることで、第二導電型不純物が第一導電型の不純物拡散層５への混入を抑制することができる。
ｂ工程とｃ工程のいずれかは最初に行われてもよいし、又はｃ工程とｂ工程は同時に行われても良い。第一導電型の不純物拡散組成物膜の熱処理物層をマスクとして使用する場合には、好ましくはｃ工程はｂ工程の後で行われる。
且つ、好ましくはｂ工程の後でｂ工程に連続してｃ工程を行う。例えば、ｂ工程の後で、好ましくは焼結炉から拡散ボートを取り出しなくて直接にｃ工程を行う。ｂ工程の後で、ｂ工程に連続してｃ工程を行うと、ｂの工程の後でｂ工程に連続してｃ工程を行うと呼ばれる。
前記ｃ工程において第二導電型の不純物拡散層を形成するときの加熱温度は好ましくは前記ｂの工程において第一導電型の不純物拡散層を形成するときの加熱温度よりも５０～２００℃低い。ｃ工程において第二導電型の不純物拡散層を形成するときの加熱温度はｂ工程において第一導電型の不純物拡散層を形成するときの加熱温度よりも５０～２００℃低いことにより、ｂ工程の後ｂ工程に連続してｃ工程を行う場合には、ｂ工程において形成された第一導電型不純物拡散層の加熱に対する影響を最小化させることができ、第一導電型不純物の拡散を容易に制御することができる。
ｃ工程において、ｐ型不純物を含むガスを用いて拡散する場合に比べて、ｎ型不純物を含むガスを用いて拡散するときの加熱温度は低温度を実現することができ、このため、好ましくは第一導電型はｐ型であり、第二導電型はｎ型である。
且つ、本発明の半導体素子の製造方法は、好ましくは下記ｄの工程を含む。
ｄ．酸素を含む雰囲気下での半導体基板の表面を酸化させる工程。
（ｄ工程）
ｄ工程で行われる時間は特に限定されず、好ましくはｂ工程の後又はｃ工程の後ｄ工程を行うことができる。好ましくはｃの工程の後ｃ工程に連続してｄ工程が行われる。そうすることで、本来に拡散を必要としない位置で外へ拡散することにより発生した拡散層（汚染層）を除去することができる。ｃ工程の後、ｃ工程に連続してｄ工程を行うと、ｃの工程の後ｃ工程に連続してｄ工程を行うと呼ばれる。
雰囲気には酸素を含有すればよく、雰囲気は特に限定されず、窒素、アルゴン、ヘリウム、キセノン、ネオン、クリプトン等と酸素との混合雰囲気を使用することができる。好ましくは窒素と酸素の混合雰囲気であり、更に好ましくは酸素の体積含有量が２０％以上の窒素と酸素の混合雰囲気であり、特に好ましくは純酸素の雰囲気である。酸素の含有量が多いほど、酸化速度を向上させることができる。
これらの工程の後、公知の方法で半導体素子を製造することができる。これらの方法は特に限定されず、例えば以下の方法を１つの例として挙げることができる。
半導体基板の両面には、反射防止層又はパッシベーション層を形成する。これらの層は各種の公知の材料を利用することができる。これらの層は単層であってもよいし、多層であってもよい。例えば、酸化ケイ素層、酸化アルミニウム層、ＳｉＮｘ層、アモルファスシリコン層を積層して構成されることができる。これらの層はプラズマＣＶＤ法、ＡＬＤ（原子層堆積）法等の蒸着法、又は塗布法によって形成されることができる。
且つ、反射防止層とパッシベーション層両方の機能を有する層を形成してもよい。このような層として、プラズマＣＶＤ法によって形成された窒化物層を挙げることができる。
反射防止層と半導体基板との間には酸化ケイ素、酸化アルミニウム等を含む表面保護層が存在してもよい。且つ、反射防止層の組成を部分的に改質してもよい。
反射防止層は受光面及び内面の全体又は一部の領域に形成されてもよい。不純物拡散層の上表面には、反射防止層にコンタクトホールを設置してもよい。そうすることで、続いて形成された電極と不純物拡散層は電気的接触を形成することができる。コンタクトホールの形成方法は限定されないが、好ましくはエッチングである。エッチングにおいて、反射防止層の材質に対して適当な物質を採用することができ、例えば、フッ化アンモニウム等を挙げることができる。
適当な場合には、バーンスルー法を使用してもよい。バーンスルー法は、反射防止層の上に電極を形成した後、焼成過程を利用してガラス粒子を溶融し、反射防止層を分解する同時に電極と半導体基板を一体にボンディングする方法であり、焼成貫通、即ちバーンスルー法と呼ばれる。このような場合には、反射防止層に適用された材料は窒化ケイ素である。
次に、半導体基板の両面に電極を形成する。方法は特に限定されず、電極の形成において一般的に使用する方法を利用することができる。
バーンスルー法を利用する場合には、例えば、金属粒子及びガラス粒子を含む表面電極用金属ペーストを利用することができる。表面に電極用金属ペーストを付与することができ、これにより不純物拡散層が形成された領域に希望とするパターンを形成し、熱処理を利用して金属粒子に反射防止層又はパッシベーション層を貫通させ、これにより不純物拡散層での電極形成領域に表面電極を形成する。表面電極用金属ペーストとして、例えば、該技術領域に一般的に使用される銀ペースト等を利用することができる。
図５において、本実施形態に関する両面受光型太陽電池ユニットの製造方法の１つの例のプロセス図を模式的に示して断面図として示す。しかし、本発明は該プロセス図で限定されない。
半導体基板はｎ型半導体基板であり、第一導電型はｐ型であり、第二導電型はｎ型であるときの例は図５を参照して説明する。
まず、図５ｉに示すように、厚さが５０μｍ～３００μｍ程度のｎ型半導体基板７を準備した。該ｎ型半導体基板７はＣＺ（Ｃｚｏｃｈｒｚｌｓｋｉ）法、ＦＺ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ）法、ＥＦＧ（Ｅｄｇｅ Ｄｉｆｉｎｅｄ Ｆｉｌｍ Ｇｒｏｗｔｈ）法、鋳造法等で形成された単結晶又は多結晶のシリコンインゴットをスライスして製造され、例えば、濃度が１＊１０１５個の原子／ｃｍ３～１＊１０１９個の原子／ｃｍ３ のｎ型不純物（リン等）を有する。
好ましくはｎ型半導体基板７はアルカリ性水溶液で洗浄される。アルカリ性水溶液を利用して洗浄すると、ｎ型半導体基板７の表面に存在する有機物、粒子等を除去することができ、パッシベーションの効果も向上させることができる。
アルカリ性水溶液によって洗浄する方法として、一般的な公知のＲＣＡ洗浄法等を挙げることができる。例えば、ｎ型半導体基板７をアンモニア水-過酸化水素の混合溶液に浸入し、６０℃～８０℃下で処理し、有機物及び粒子を除去することができる。洗浄時間は、好ましくは１０秒間～１０分間であり、より好ましくは３０秒間～５分間である。
ｎ型半導体基板７は、アルカリエッチング等の方法によって、両面には、例えば好ましくはピラミッド構造のスエード構造（未図示）を形成する。これにより、太陽光の反射を抑制することができる。
次に、図５ｉｉに示すように、一方の面にｐ型不純物拡散組成物を塗布して、ｐ型不純物拡散組成物膜８を形成する。次に、図５ｉｉｉに示すように、半導体基板７を、各々の不純物拡散組成物膜が形成された面が互いに向い合せになるように拡散ボート４にともに設置する。
そして、熱拡散を行ってｐ型拡散層９を形成する。この際、ｐ型不純物拡散組成物膜８は熱拡散を目的とする熱処理によって熱処理物１０を形成する。熱処理温度は好ましくは８００℃～１２００℃である。
次に、図５ｉｖに示すように、ＰＯＣｌ３溶液へ窒素又は窒素と酸素との混合雰囲気を吹き込むとともに、ｎ型半導体基板７を７５０℃～９５０℃まで加熱し、リンシリコンガラス層１１とｎ型不純物拡散層１２を同時に形成する。ｐ型不純物拡散組成物膜の熱処理物１０はマスク層として、リンのｐ型不純物拡散層９へ形成された内面拡散を抑制することができる。その後、酸素を含む雰囲気下で、半導体基板を酸化する過程によって、リン汚染層を酸化させる。酸化された汚染層ｐ型不純物拡散組成物膜の熱処理物１０及びリンシリコンガラス層１１は一体化されたものである（未図示）。
その後、図５ｖに示すように、ｐ型不純物拡散組成物膜の熱処理物１０及びリンシリコンガラス１１を除去する。除去の方法として、例えばフッ化水素酸等のエッチング液に浸す方法を挙げることができる。
その後、図５ｖｉに示すように、受光面及び内面にはそれぞれ反射防止層兼パッシベーション層１３が形成される。反射防止層兼パッシベーション層１３について、以上を参照でき、好ましくは例えば窒化ケイ素層、酸化チタン層、酸化ケイ素層又は酸化アルミニウム層等を挙げることができる。
この実施形態において、反射防止層兼パッシベーション層１３は受光面及び内面の一部の領域で形成される。
その後、図５ｖｉｉに示すように、受光面及び内面の各々の上表面には、反射防止層兼パッシベーション層１３が存在しない部分にｐ電極１４及びｎ電極１５を形成する。電極は、電極を形成することができるペーストを付与した後加熱処理することにより形成されることができる。
図５において、例を挙げてｎ型半導体基板での反射防止層兼パッシベーション層１３には欠けている部分を予め設置し、且つその上にｐ電極１４及びｎ電極１５を形成する方法を説明した。しかし、反射防止層兼パッシベーション層１３は全体の面に形成される場合には、電極形成用ペーストとしてバーンスルー性を備えるガラス粒子を含むペーストを使用し、焼成した後反射防止層兼パッシベーション層１３を貫通して、不純物拡散層と電極とのオーム接触を実現することができる。上記のように操作することによって、ソーラーユニットを得ることができる。
＜ポリシロキサンの合成＞
製造例1：
Figure 0007163774000018
室温で、適切なサイズの反応器に１０４．９８グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、１．２３グラムのメチルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２３グラム）と水（４０．４７グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量４５００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA021を得る。
製造例2：
Figure 0007163774000019
室温で、適切なサイズの反応器に４１．２１グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、９５．０２グラムのメチルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．４４グラム）と水（７８．４７グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量４５００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA021を得る。
製造例3：
Figure 0007163774000020
室温で、適切なサイズの反応器に９８．０７グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、９．１４グラムのフェニルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２３グラム）と水（４１．４９グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量４５００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA156を得る。
製造例4：
Figure 0007163774000021
室温で、適切なサイズの反応器に６１．８３グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、５１．８８グラムのフェニルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２６グラム）と水（４７．０９グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量４５００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA156を得る。
製造例5：
Figure 0007163774000022
室温で、適切なサイズの反応器に１０２．９３グラムの２－（３,４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２．６４グラムのジメチルジメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２２グラム）と水（３９．５８グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間３０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量４０００±２００に達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA081を得る。
製造例6：
Figure 0007163774000023
室温で、適切なサイズの反応器に８９．９１グラムの２－（３,４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、１６．６３グラムのメチルフェニルジメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２３グラム）と水（４１．０５グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間３０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量１０００±２００に達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA126を得る。
Figure 0007163774000024
室温で、適切なサイズの反応器に６７．３８グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、４０．４３グラムのフェニルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２６グラム）と水（４５．８７グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量１０８００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA159を得る。
製造例8：
Figure 0007163774000025
室温で、適切なサイズの反応器に８５．４０グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、２０．７グラムのメチルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２５グラム）と水（４４．２１グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量３０００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA029を得る。
製造例9：
Figure 0007163774000026
室温で、適切なサイズの反応器に１１２．４７グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２４グラム）と水（４２．８３グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量６８００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA221を得る。
製造例10：
Figure 0007163774000027
室温で、適切なサイズの反応器に１１２．４７グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２４グラム）と水（４２．８３グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量45００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA221を得る。
製造例11：
Figure 0007163774000028
室温で、適切なサイズの反応器に１１２．４７グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノールを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２４グラム）と水（４２．８３グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量45００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA221を得る。
製造例12：
Figure 0007163774000029
室温で、適切なサイズの反応器に１１２．４７グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノールを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２４グラム）と水（４２．８３グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量86００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA221を得る。
製造例13：
Figure 0007163774000030
室温で、適切なサイズの反応器に１１２．４７グラムの２－（３,４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノールを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２3グラム）と水（４1．08グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量90００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA251を得る。
製造例14：
Figure 0007163774000031
室温で、適切なサイズの反応器に１１２．４７グラムの３－グリシジルトリメトキシシラン及び１３０．４７グラムのジエチレングリコールモノメチルエーテルを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．32グラム）と水（56．78グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間3０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量10００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA211を得る。
製造例15：
Figure 0007163774000032
室温で、適切なサイズの反応器に１１２．４７グラムのメチル－３－グリシジルオキシプロピルジメトキシシラン及び１３０．４７グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノールを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２3グラム）と水（４1．65グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量108００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA222を得る。
製造例16：
Figure 0007163774000033
室温で、適切なサイズの反応器に１１２．４７グラムのメチル－３－グリシジルオキシプロピルジメトキシシラン及び１３０．４７グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノールを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．２2グラム）と水（４0．83グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量45００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA232を得る。
製造例17：
Figure 0007163774000034
室温で、適切なサイズの反応器に160グラムのメチル－２－ヒドロキシエチルジメトキシシラン及び１３０グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノールを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、ｐ－トルエンスルホン酸（０．4グラム）と水（60グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量45００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA182を得る。
製造例18：
Figure 0007163774000035
室温で、適切なサイズの反応器に120グラムのビス（３－グリシジルオキシプロピル）ジメトキシシラン及び１３０．４７グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノールを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、濃硫酸（０．32グラム）と水（75グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量45００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA262を得る。
製造例19：
Figure 0007163774000036
室温で、適切なサイズの反応器に70グラムの３－グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、40グラムのメチル－２－ヒドロキシエチルジメトキシシラン及び１３０．４７グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノールを順次添加する。加熱により４０℃まで昇温し、そして、ｐ－トルエンスルホン酸（０．32グラム）と水（60グラム）との混合溶液を滴下添加する。滴下添加を完成した後４０℃で１時間撹拌し続ける。そして、７０℃まで昇温し、且つ１時間２０分間撹拌する。そして、１００℃まで昇温し、且つ１時間撹拌する。その後、油浴温度を１２０℃まで昇温し、撹拌する。油浴を１２０℃まで昇温した後、目標重量平均分子量45００±２００グラム／モルに達するまでＧＰＣで反応を検出する。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供するポリシロキサンA266を得る。
＜太陽エネルギーと半導体に用いる材料の製造＞
本発明の太陽エネルギーと半導体に用いる材料にはドーピングペーストおよびマスク材料が含まれるが、これらに限定されない。
実施例1：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで続いて８０℃で撹拌する。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、１６．６７グラムの上記製造例１で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例2：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、１６．６７グラムの上記製造例１で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。そして、０．３７５グラムの三酸化ホウ素を添加し、持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例3：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、１６．６７グラムの上記製造例3で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。そして、０．７５グラムの三酸化ホウ素を添加し、持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例4：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．２６グラムの８５重量％のリン酸水溶液を添加する。そして、１６．６７グラムの上記製造例3で合成されたポリシロキサンを滴下添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例5：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、１６．６７グラムの上記製造例4で合成されたポリシロキサンを滴下添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例6：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、２５グラムの上記製造例4で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例7：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、２５グラムの上記製造例6で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。そして、０．３７５グラムの三酸化ホウ素を添加し、持続的に１時間撹拌する。４０℃以下まで冷却し、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例8：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、２５グラムの上記製造例6で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。そして、０．６２５グラムの三酸化ホウ素を添加し、持続的に１時間撹拌する。４０℃以下まで冷却し、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例9：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、２５グラムの上記製造例１で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。そして、０．６２５グラムの三酸化ホウ素及び０．２グラムのトリエチレンジアミンを順次添加し、持続的に１時間撹拌する。４０℃以下まで冷却し、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例10：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、16.67グラムの上記製造例10で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例11：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、16.67グラムの上記製造例10で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。0.375グラムの三酸化ホウ素を添加し、持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例12：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、16.67グラムの上記製造例11で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。0.75グラムの三酸化ホウ素を添加し、持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例13：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．２６グラムの８５重量％のリン酸水溶液を添加する。そして、１６．６７グラムの上記製造例11で合成されたポリシロキサンを滴下添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例14：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、１６．６７グラムの上記製造例10で合成されたポリシロキサンを滴下添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。４０℃以下まで冷却した後、他の容器に移動して－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例15：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、２５グラムの上記製造例10で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例16：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、２５グラムの上記製造例10で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。そして、０．３７５グラムの三酸化ホウ素を添加し、持続的に１時間撹拌する。４０℃以下まで冷却し、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例17：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、２５グラムの上記製造例10で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。そして、０．６２５グラムの三酸化ホウ素を添加し、持続的に１時間撹拌する。４０℃以下まで冷却し、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例18：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、２５グラムの上記製造例１0合成されたポリシロキサンを滴下添加する。そして、０．６２５グラムの三酸化ホウ素及び０．２グラムのトリエチレンジアミンを順次添加し、持続的に１時間撹拌する。４０℃以下まで冷却し、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例19：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、20グラムの上記製造例10で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例20：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、16グラムの上記製造例13で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例21：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、９グラムの上記製造例14で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例22：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、17グラムの上記製造例15で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例23：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、16.4グラムの上記製造例16で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例24：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、6グラムの上記製造例17で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例25：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、19グラムの上記製造例18で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
実施例26：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、４０℃以下まで冷却し、18.3グラムの上記製造例19で合成されたポリシロキサンを滴下添加する。持続的に１時間撹拌した後、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。本出願が提供する太陽エネルギーと半導体に用いる材料を得る。
比較例１：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。４０℃以下まで冷却し、他の容器に移動して且つ－２０～４０℃で保存する。ドーピングペーストを得る。
比較例２：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、重量平均分子量４４００グラム／モルのポリジメチルシロキサン４０質量％及びジエチレングリコールモノメチルエーテル溶液１６．６７グラムを滴下添加する。持続的に１時間撹拌する。４０℃以下まで冷却し、油状物を析出する。得られたドーピングペーストの均一性が不足する。
比較例３：
室温で、適切なサイズの反応器に５８．５５グラムの３－メトキシ－３－メチルブタノール及び４．２２グラムのポリビニルアルコールを順次添加する。加熱により８０℃まで昇温し、そして、３６．００グラムの水を滴下添加する。滴下添加を完成した後ポリビニルアルコールを完全に溶解するまで８０℃で撹拌し続ける。そして、０．７３グラムの三酸化ホウ素を添加し、且つ８０℃で１時間撹拌し続ける。そして、重量平均分子量５０００グラム／モルのポリフェニルシロキサン４０質量％及びジエチレングリコールモノメチルエーテル溶液１６．６７グラムを滴下添加する。持続的に１時間撹拌する。４０℃以下まで冷却し、油状物を析出する。得られたドーピングペーストの均一性が不足する。
［ドーピングペースト及びマスク材料の性能評価］
実施例1～26及び比較例１～３で製造されたドーピングペースト及びマスク材料により、それぞれスピンコーティング条件で６インチn型単結晶シリコンウエハーに塗布され、そして、熱拡散することにより関連性能を評価する。スピンコーティング条件はそれぞれ以下の通りである：（Ａ）回転速度１０００ｒｐｍで１０秒間持続する。（Ｂ）回転速度１５００ｒｐｍで１０秒間持続する。（Ｃ）回転速度２０００ｒｐｍで１０秒間持続する。シリコンウエハーＡ：半導体用片面研磨、 ＣＺチョクラルスキー法でリンがドープされたn型単結晶シリコンウエハー、結晶配向１００、抵抗率０．５－６Ω．ｃｍ、厚さ６２５ミクロンとする。シリコンウエハーＢ：太陽電池用両面テクスチャリング、ＣＺチョクラルスキー法でリンがドープされたn型単結晶シリコンウエハー、結晶配向１００、抵抗率１－７Ω．ｃｍ、厚さ１８０ミクロンとする。バリア性評価の場合シリコンウエハーの載置形態は明細書の図面１に示すようなものであり、ガスでの拡散性評価の場合シリコンウエハーの載置形態は明細書の図面２に示すようなものである。抵抗テスター：日本ＮＡＰＳＯＮ四探針抵抗率テスター、手動式ＲＴ－７０Ｖ／ＲＧ－７。性能の評価結果は以下の通りである。
Figure 0007163774000037
Figure 0007163774000038
上記表１及び表２における評価結果から分かるように、比較例１の性能に比べて、本発明が提供したポリシロキサンを添加したドーピングペースト及びマスク材料は、同等の拡散性を保持するうえに、バリア性及びガスでの拡散性すべてが大幅に向上した。
実際の応用は、上記実施例に記載の合成された重合体構造、分子量、ドーピングペーストの組成成分、含有量、適用された半導体基材、塗布の条件、拡散条件等を含むが、これらに限定されない。
実施例２７：
まず、両面の表面にスエード加工を実施したｎ型半導体基板の一方の面には、スピンコーターで全体の面にはｐ型不純物拡散組成物を塗布し、１５０℃で１分間乾燥し、一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜を形成した半導体基板を製作した。
次に、図３（ｉｉ）に示すように、拡散ボート内には、一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を設置する。二枚一組の半導体基板の各々のｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離及びｐ型不純物拡散組成物膜が形成されない面間の距離はそれぞれ３ｍｍである。
そして、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎを流入した拡散炉（光洋熱処理株式会社、２０６Ａ－Ｍ１００）に、７００℃と設定された状態では、拡散ボートを導入する。その後、１５℃／ｍｉｎの速度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３０分間熱処理してｐ型不純物拡散層を形成する。
そして、１０℃／ｍｉｎの速度で８３０℃まで降温する。８３０℃で、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎ、及びＰＯＣｌ３には吹き込まれた後のＮ２：１．５Ｌ／ｍｉｎを拡散炉に流入して５分間処理する。その後、ＰＯＣｌ３に吹き込んでいる窒素流を停止し、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎの流入されたガスにおいて、同様な温度で１２分間熱処理し、ｐ型不純物拡散組成物膜を形成した領域外の位置にｎ型不純物拡散層を形成した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で７００℃まで降温し、拡散炉からｎ型半導体基板を取り出す。
次に、フッ化水素酸を使用してｎ型半導体基板の表面に残留されたガラス層（ｐ型不純物拡散組成物の熱処理物１０及びリンシリコンガラス層１１）を除去する。ｐ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が６５Ω／□であり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面に形成されたｎ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が５５Ω／□である。
（ｐ型不純物拡散層を形成するときの外への拡散の評価）
実施例２７によって製作された半導体基板のｎ型不純物拡散層において、ｎ型半導体基板表面層のホウ素元素濃度がＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計、Ｃａｍｅｃａ会社、ＩＭＳ－７Ｆ）で測定される。一次イオンがＣｓ＋を利用した。Ｎ型半導体基板表面層のホウ素濃度が７＊１０１７個の原子／ｃｍ３以下であり、ｎ型半導体基板表面層へのホウ素汚染を抑制する。
実施例２８：
両面の表面にスエード加工を実施したｎ型半導体基板の一方の面には、スピンコーティングを使用して全体の面に実施例１８と同様なｐ型不純物拡散組成物を塗布し、１５０℃で１分間乾燥し、一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を製作した。
次に、図３に示すように拡散ボートにおいて一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を設置する。二枚一組の半導体基板の各々のｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離が０ｍｍであり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成されない面間の距離が３ｍｍである。
そして、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎを流入した拡散炉（光洋熱処理株式会社、２０６Ａ－Ｍ１００）に、７００℃と設定された状態下で、拡散ボートを導入する。その後、１５℃／ｍｉｎの速度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３０分間熱処理してｐ型不純物拡散層を形成する。
そして、１０℃／ｍｉｎの速度で８３０℃まで降温する。８３０℃で、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎ、及びＰＯＣｌ３に吹き込まれた後のＮ２：１．５Ｌ／ｍｉｎを拡散炉に流入して５分間処理する。その後、ＰＯＣｌ３に吹き込んでいる窒素流を停止し、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎの流入されたガスにおいて、同様な温度で１２分間熱処理し、ｐ型不純物拡散組成物膜を形成した領域以外の位置にｎ型不純物拡散層を形成した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で７００℃まで降温し、拡散炉からｎ型半導体基板を取り出す。
次に、フッ化水素酸を使用してｎ型半導体基板の表面に残留されたガラス層（ｐ型不純物拡散組成物の熱処理物１０及びリンシリコンガラス層１１）を除去する。ｐ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が６７Ω／□であり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面に形成されたｎ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が５６Ω／□である。
（ｐ型不純物拡散層を形成するときの外への拡散の評価）
実施例２８によって製作された半導体基板のｎ型不純物拡散層において、ｎ型半導体基板表面層のホウ素元素濃度はＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計、Ｃａｍｅｃａ会社、ＩＭＳ－７Ｆ）で測定される。一次イオンはＣｓ＋を使用した。Ｎ型半導体基板表面層のホウ素濃度が６＊１０１６個の原子／ｃｍ３以下であり、ｎ型半導体基板表面層へのホウ素汚染を抑制する。
実施例２９：
両面の表面にスエード加工を実施したｎ型半導体基板の一方の面には、スピンコーティングを使用して全体の面に実施例１８と同様なｐ型不純物拡散組成物を塗布し、１５０℃で１分間乾燥し、一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を製作した。
次に、図３に示すように、拡散ボートにおいて一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を設置する。二枚一組の半導体基板の各々のｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離が０ｍｍであり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成されない面間の距離が３ｍｍである。
そして、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎを流入した拡散炉（光洋熱処理株式会社、２０６Ａ－Ｍ１００）には、７００℃と設定された状態下で、拡散ボートを導入する。その後、１５℃／ｍｉｎの速度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３０分間熱処理してｐ型不純物拡散層を形成する。
そして、１０℃／ｍｉｎの速度で８３０℃まで降温する。８３０℃で、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎ、及びＰＯＣｌ３に吹き込まれた後のＮ２：１．５Ｌ／ｍｉｎを拡散炉に流入して５分間処理する。その後、ＰＯＣｌ３に吹き込んでいる窒素流を停止し、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎの流入されたガスにおいて、同様な温度で１２分間熱処理し、ｐ型不純物拡散組成物膜を形成した領域以外の位置にｎ型不純物拡散層を形成した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で７００℃まで降温し、拡散炉からｎ型半導体基板を取り出す。
その後、１０℃／ｍｉｎの速度で９００℃まで昇温し、９００℃で、Ｏ２：５Ｌ／ｍｉｎの気流において、同様な温度で２０分間熱処理し、半導体基板の表面を酸化させる。
その後、１０℃／ｍｉｎの速度で７００℃まで降温し、拡散炉からｎ型半導体基板を取り出す。
次に、フッ化水素酸を使用してｎ型半導体基板の表面に残留されたガラス層（ｐ型不純物拡散組成物の熱処理物１０及びリンシリコンガラス層１１）を除去する。ｐ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が６０Ω／□であり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面に形成されたｎ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が５１Ω／□である。
（ｐ型不純物拡散層を形成するときの外への拡散の評価）
実施例２９によって製作された半導体基板のｎ型不純物拡散層において、ｎ型半導体基板表面層のホウ素元素濃度はＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計、Ｃａｍｅｃａ会社、ＩＭＳ－７Ｆ）で測定される。一次イオンはＣｓ＋を使用した。Ｎ型半導体基板表面層のホウ素濃度が５＊１０１５個の原子／ｃｍ３以下であり、ｎ型半導体基板表面層へのホウ素汚染を抑制する。
実施例３０：
両面の表面にスエード加工を実施したｎ型半導体基板の一方の面に、スピンコーティングを使用して全体の面に実施例１８と同様なｐ型不純物拡散組成物を塗布し、１５０℃で１分間乾燥し、一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を製作した。
次に、図３に示すように、拡散ボートにおいて一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を設置する。二枚一組の半導体基板の各々のｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離が０ｍｍであり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成されない面間の距離が３ｍｍである。
そして、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎを流入した拡散炉（光洋熱処理株式会社、２０６Ａ－Ｍ１００）に、７００℃と設定された状態下で、拡散ボートを導入する。その後、１５℃／ｍｉｎの速度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３０分間熱処理してｐ型不純物拡散層を形成する。
その後、１０℃／ｍｉｎの速度で９００℃まで降温する。９００℃で、Ｏ２：５Ｌ／ｍｉｎの気流において、同様な温度で２０分間熱処理し、半導体基板の表面を酸化する。
そして、１０℃／ｍｉｎの速度で８３０℃まで降温する。８３０℃で、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎ、及びＰＯＣｌ３に吹き込まれた後のＮ２：１．５Ｌ／ｍｉｎを拡散炉に流入して５分間処理する。その後、ＰＯＣｌ３に吹き込んでいる窒素流を停止し、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎの流入されたガスにおいて、同様な温度で１２分間熱処理し、ｐ型不純物拡散組成物膜を形成した領域以外の位置にｎ型不純物拡散層を形成した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で７００℃まで降温し、拡散炉からｎ型半導体基板を取り出す。
次に、フッ化水素酸を使用してｎ型半導体基板の表面に残留されたガラス層（ｐ型不純物拡散組成物の熱処理物１０及びリンシリコンガラス層１１）を除去する。ｐ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が６２Ω／□であり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面に形成されたｎ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が６１Ω／□である。
（ｐ型不純物拡散層を形成するときの外への拡散の評価）
実施例３０によって製作された半導体基板のｎ型不純物拡散層において、ｎ型半導体基板表面層のホウ素元素濃度はＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計、Ｃａｍｅｃａ会社、ＩＭＳ－７Ｆ）で測定される。一次イオンはＣｓ＋を使用した。Ｎ型半導体基板表面層のホウ素濃度が２＊１０１６個の原子／ｃｍ３以下であり、ｎ型半導体基板表面層へのホウ素汚染を抑制する。
実施例３１：
両面の表面にスエード加工を実施したｎ型半導体基板の一方の面には、スピンコーティングを使用して全体の面に実施例１８と同様なｐ型不純物拡散組成物を塗布し、１５０℃で１分間乾燥し、一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を製作した。
次に、図３に示すように、拡散ボートにおいて一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を設置する。二枚一組の半導体基板の各々のｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面間の距離が０ｍｍであり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成されない面間の距離が３ｍｍである。
そして、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎを流入した拡散炉（光洋熱処理株式会社、２０６Ａ－Ｍ１００）に、７００℃と設定された状態下で、拡散ボートを導入する。
その後、１５℃／ｍｉｎの速度で９００℃まで昇温し、９００℃で、Ｏ２：５Ｌ／ｍｉｎの気流において、同様な温度で２０分間熱処理し、半導体基板の表面を酸化する。
その後、１５℃／ｍｉｎの速度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３０分間熱処理してｐ型不純物拡散層を形成する。
そして、１０℃／ｍｉｎの速度で８３０℃まで降温する。８３０℃で、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎ、及びＰＯＣｌ３に吹き込まれた後のＮ２：１．５Ｌ／ｍｉｎを拡散炉に流入して５分間処理する。その後、ＰＯＣｌ３に吹き込んでいる窒素流を停止し、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎの流入されたガスにおいて、同様な温度で１２分間熱処理し、ｐ型不純物拡散組成物膜を形成した領域以外の位置にｎ型不純物拡散層を形成した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で７００℃まで降温し、拡散炉からｎ型半導体基板を取り出す。
次に、フッ化水素酸を使用してｎ型半導体基板の表面に残留されたガラス層（ｐ型不純物拡散組成物の熱処理物１０及びリンシリコンガラス層１１）を除去する。ｐ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が６４Ω／□であり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面に形成されたｎ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が６５Ω／□である。
（ｐ型不純物拡散層を形成するときの外への拡散の評価）
実施例３１によって製造された半導体基板のｎ型不純物拡散層において、ｎ型半導体基板表面層のホウ素元素濃度はＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計、Ｃａｍｅｃａ会社、ＩＭＳ－７Ｆ）で測定される。一次イオンはＣｓ＋を使用した。Ｎ型半導体基板表面層のホウ素濃度が４＊１０１６個の原子／ｃｍ３以下であり、ｎ型半導体基板表面層へのホウ素汚染を抑制する。
比較例４：
両面の表面にスエード加工を実施したｎ型半導体基板の一方の面にスピンコーティングを使用して全体の面に実施例１８と同様なｐ型不純物拡散組成物を塗布し、１５０℃で１分間乾燥し、一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を製作した。
次に、図６に示すように、各々のｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面を１つの方向に向かって、拡散ボートにおいて一方の面にｐ型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を設置する。各半導体基板の距離はすべて３ｍｍである。
そして、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎを流入した拡散炉（光洋熱処理株式会社、２０６Ａ－Ｍ１００）に、７００℃と設定された状態下で、拡散ボートを導入する。その後、１５℃／ｍｉｎの速度で９５０℃まで昇温し、９５０℃で３０分間熱処理してｐ型不純物拡散層を形成する。
そして、１０℃／ｍｉｎの速度で８３０℃まで降温する。８３０℃で、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎ、及びＰＯＣｌ３に吹き込まれた後のＮ２：１．５Ｌ／ｍｉｎを拡散炉に流入して５分間処理する。その後、ＰＯＣｌ３に吹き込んでいる窒素流を停止し、Ｏ２：０．２Ｌ／ｍｉｎ、Ｎ２：９．８Ｌ／ｍｉｎの流入されたガスにおいて、同様な温度で１２分間熱処理し、ｐ型不純物拡散組成物膜を形成した領域以外の位置にｎ型不純物拡散層を形成した。その後、１０℃／ｍｉｎの速度で７００℃まで降温し、拡散炉からｎ型半導体基板を取り出す。
次に、フッ化水素酸を使用してｎ型半導体基板の表面に残留されたガラス層（ｐ型不純物拡散組成物の熱処理物１０及びリンシリコンガラス層１１）を除去する。ｐ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が６６Ω／□であり、ｐ型不純物拡散組成物膜が形成された面の反対面に形成されたｎ型不純物拡散層領域の角形抵抗の平均値が５６Ω／□である。
（ｐ型不純物拡散層を形成するときの外への拡散の評価）
比較例４によって製作された半導体基板のｎ型不純物拡散層において、ｎ型半導体基板表面層のホウ素元素濃度はＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計、Ｃａｍｅｃａ会社、ＩＭＳ－７Ｆ）で測定される。一次イオンはＣｓ＋を使用した。ｎ型半導体基板表面層のホウ素濃度が１＊１０２０個の原子／ｃｍ３以下であり、ｎ型半導体基板の表面層にホウ素汚染が発生した。
上記評価結果から分かるように、比較例４の性能に比べて、本発明に記載の半導体素子の製造方法はホウ素の外への拡散を非常に効果的に抑制することができ、特にｎ型基板表面に対する汚染を大幅に低減させる。
本発明が提供したポリシロキサンはドーピングペースト、マスク材料、半導体（太陽電池を含む）に適用されることができる。
１ 半導体基板
２ 第一導電型の不純物拡散組成物膜
３ 一方の面に第一導電型不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板
４ 拡散ボート
５ 第一導電型の不純物拡散層
６ 第一導電型の不純物拡散組成物膜の熱処理物層
７ ｎ型半導体基板
８ ｐ型不純物拡散組成物膜
９ ｐ型不純物拡散層
１０ ｐ型不純物拡散組成物膜の熱処理物
１１ リンシリコンガラス層
１２ ｎ型不純物拡散層
１３ 反射防止層兼パッシベーション層
１４ ｐ電極
１５ ｎ電極
１６ 拡散炉

Claims (17)

  1. 下記式（１）
    Figure 0007163774000039
     （式（１）中、Ｑは、アルコール性水酸基を含有する主鎖の炭素原子数が１２よりも小さいアルキル基、又はアルコール性水酸基を含有する主鎖の非水素原子数が１２よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基であり、Ｔは、水酸基、アルキル基、アルコール性水酸基を含有する主鎖の炭素原子数が１２よりも小さいアルキル基、又はアルコール性水酸基を含有する主鎖の非水素原子数が１２よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基である）
    で表される構造単位から選択される少なくとも１種を含有するポリシロキサンを含有し、
    ドーパント成分Ａ、高分子バインダーＢ、及び溶媒Ｃ、も含有することを特徴とする、半導体用材料。
  2. Ｑは下記式（２）
    Figure 0007163774000040
     （式（２）中、Ｘは、炭素原子数が７よりも小さいアルキル基、又は主鎖の非水素原子数が７よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数が３よりも小さい置換基、又はＲ２とＸの炭素原子を結んで形成した環状基である）
    であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体用材料。
  3. 前記Ｘは主鎖の非水素原子数が７よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基であることを特徴とする、請求項２に記載の半導体用材料。
  4. Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数１の置換基、またはＲ２とＸの炭素原子を結んで形成した環状基であることを特徴とする、請求項２記載の半導体用材料。
  5. Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子であることを特徴とする、請求項２乃至４いずれか１項に記載の半導体用材料。
  6. モル含有量１～９９％の式（３）
    Figure 0007163774000041
     （式（３）中、Ｘ１は、炭素原子数が８よりも小さいアルキル基、又は炭素原子数が１０よりも小さいアリール基であり、Ｙ１は、水酸基、炭素原子数が１０よりも小さいアリール基、又は炭素原子数が８よりも小さいアルキル基である）
    に示す構造単位の少なくとも１種を含有することを特徴とする、請求項１乃至５いずれか１項に記載の半導体用材料。
  7. Ｔは水酸基、炭素数８よりも小さいアルキル基、または下記式（４）
    Figure 0007163774000042
     （式（４）中、Ｚは、炭素原子数が７よりも小さいアルキル基、又は主鎖の非水素原子数が７よりも小さく且つヘテロ原子を含むアルキル基であり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立した水素原子、炭素原子数が３よりも小さい置換基であるか、又はＲ５とＸの炭素原子を結んで形成した環状基である）
    であることを特徴とする、請求項１乃至６いずれか１項に記載の半導体用材料。
  8. 前記Ｚは主鎖に非水素原子数７未満且つヘテロ原子を含むアルキル基であることを特徴とする、請求項７に記載の半導体用材料。
  9. 前記のＴは水酸基であることを特徴とする、請求項１乃至８いずれか１項に記載の半導体用材料。
  10. ドーパント成分Ａは第１５族元素を含む化合物のｎ型ドーパント成分、又は第１３族元素を含む化合物のｐ型ドーパント成分であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体用材料。
  11. 前記ドーパント成分Ａは無機ホウ素化合物、又は無機リン化合物を含有することを特徴とする、請求項１０に記載の半導体用材料。
  12. 前記高分子バインダーＢの繰り返し構造単位中にアルコール水酸基を含有すること特徴とする、請求項１に記載の半導体用材料。
  13. 前記溶媒Ｃは０～５０％の水、及び５０～１００％の有機溶媒から構成することを特徴とする、請求項１に記載の半導体用材料。
  14. 下記（ａ）～（ｃ）の工程
    （（ａ）請求項１、１０乃至１３いずれか１項に記載の材料を第一導電型の不純物拡散組成物として、各半導体基板の一方の面に塗布して第一導電型の不純物拡散組成物膜を形成する工程。
    （ｂ）工程（ａ）から製造する第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を加熱して、前記半導体基板へ前記材料中のドーパント成分Ａの中に含有する第一導電型の不純物を拡散して、第一導電型の不純物拡散層を形成する工程。
    （ｃ）第二導電型の不純物を含むガスを有する雰囲気下で前記半導体基板を加熱して、前記半導体基板に第二導電型の不純物を拡散して、第二導電型の不純物拡散層を形成する工程。）
    を含み、（ｂ）及び（ｃ）の工程において、二枚一組の半導体基板を、各々の第一導電型の不純物拡散組成物膜が形成された面が互いに向い合せになるように配置することを特徴とする、半導体基板の半導体素子の製造方法。
  15. 前記（ｃ）の工程が、前記（ｂ）の工程の後、前記第一導電型の不純物拡散組成物膜の熱処理物をマスクとして行われることを特徴とする、請求項１４に記載の半導体素子の製造方法。
  16. さらに、酸素を含む雰囲気下で半導体基板表面を酸化させる（ｄ）の工程を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の半導体素子の製造方法。
  17. 前記第一導電型がｐ型であり、前記第二導電型がｎ型であることを特徴とする、請求項１４に記載の半導体素子の製造方法。
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