JPS5818977A - 光電変換装置作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電変換装置の作製方法に関するものであって
、半導体上の光照射面上にスクリーン印刷法にて反射防
止Ｍ（以下ムＲＩＦという）を形成するに加えて、その
直下に半導体層を形成する方法に関する。

本発明はスクリーン印刷法にて形成されたムＲＦ中にＰ
ま九はＮｆｉ用の不純物例えばＢ１０（＄つ素ガ＞ｘ）
ｔたはＰＥＧ　（リンガラス、五酸化リンと酸化珪素と
の混合体も含んで総称する）を同時に混入せしめ、焼成
による熱アニールまたはＸ・ランプまたはレーザ等の光
照射による光アニールの後、とのムＲ１下の半導体中に
ホウ素０）またはリン（２）を添加して！またはＮｆＪ
、の半導体層を形成するいわゆるムＲ１とその直下の半
導体層とを同時（実質的に同時）に形成する方法に関す
る０ 本発明はさらにこのアニール後ムＲＦ上にドツト電極、
クモ型電極を選択的にスクリーン印刷等によシ印刷形成
した後、５００〜ｓ　ｏ　ｏ’。

の温度にて加熱焼成してムＲＦ下の半導体層と電気的に
連続させる工程によシ製造工程の簡略化をすることを目
的とする０ 本発明はさらに半導体の一表面に一導電型の半導体層が
形成された半導体基板上にスクリーン印刷法にてムＲ？
用のインクを印刷して被膜を形成した後、加熱または光
照射アニールを行なうことによシ、この基板上に反射防
止膜を形成する方法に関する０ 本発明は半導体の一表面にスクリーン印刷法にてムＲＦ
用インクを印刷して被膜を形成し、さらに必要に応じて
ベークを１００〜９５０°０で行なった後、この被膜を
置還して半導体層を形成するとともに、その後加熱また
は光アニールを行なう方法に関する・０ 本発明はムＲ，？とその直下の全面または選択的に設け
られた半導体層との形成順序に関するものである。

従来反射防止膜の形成方法としてはスピナを用いた塗付
法、８１０等の真空蒸着で作る真空蒸着法および噴霧し
て被膜化するスプレー法が知られている。

しかしこれらはすべて使用材料の９０チは有効利用され
ずにすてられてしまい、低価格太陽電池等を作るにはき
わめて大きなコストアップの要因になってしまっていた
。

さらに塗付法においては周辺部が円形またはそれと類似
の形状を有していない時、例えば最も面積効率の高い矩
形半導体ではその周辺部での厚さが局部的に厚くな夛、
反射防止膜としての反射率も大１くなシ、また外見上も
色調が変わシ商品価値を下げてしまった〇加えてこれら
いずれにおいても形成され゛る面のいずれかに選択的に
形成されないいわゆる窓を設けんとし九時に傘く不可能
であ〕、形成した後フォトエツチング法によシ選択エッ
チをせざるを得なかった。

しかし本発明はこれらの欠点のすべてを解決してしまう
特徴を有する。

本発明ではスクリーン印刷用インクとして金属酸化物と
しての綬化チタン（ＴｉＯｘ　ｘ・０．５〜２．２）を
主成分とし、反射防止膜用インをさらに加えても、また
酸化チタンのかわシに混在させて屈折率を調整してもよ
い０ さらにこのムＲＦ用のインク中にその直下の半導体中で
の不純物の拡散源としてのドーパントとしてＦ８Ｂ、驕
−８Ｇ、Ｂ、ｑ、ム８（）を同時に添加したものをスク
リーン印刷用インクとして用いることも本発明の特徴で
ある。

以下に本発明の実施例を記す０ 実施例１ 第１図は本発明の光電変換装置の作製方法を示すたて断
面図であるＯ 第１図（４）において半導体（１）は例えばＰ型０．５
〜１　ＣＩｒＬＯｍの珪素半導体であるＯこの半導法で
作られた半導体であってもよい。さらにまた基板上に形
成された非晶質、セミアモルファス半導体であってもよ
い。

以下は単結晶であｌ）１００ｍｍ”ｔたは１００ｍｍ’
厚さ１６０〜４００μの半導体を用いた場合を示す。

この半導体上にＰＥＧまたは五酸化リン（ｐ、ｏ、）を
含有した金属酸化物を含むスクリーン印刷用インクを５
０〜８００メツシユの網目を有するマスクにて印刷し、
被膜（３）形成した。この被膜は焼成後ａＯＯ〜１００
０ム例えば８００±５゜ムとなるようにした。金属酸化
物はＴｉＯｘであシ、ＴＬＯｘに対しＰ、Ｏ，は１〜２
ｏチ含有させた。

さらに酸化珪素を１〜５０％含有させ、実質的にＰ　８
　（）　（ｓｔｏ、ｘ＊：ｐ、ｏｒｙ）とし、アニール
後のを防いだ。

さらにこの後この基板に例えばＴ　ｉ　Ｏｘ　：　Ｐ、
Ｏ。

：ｓｉｏ、：Ｇｏ、　０５：０．３と８１０２を多層の
被膜に形成し、熱アニールにおいては８５０〜９５０″
０にて加熱し、被膜の高密度化による屈折率１．１〜２
．２にするようにし、同時にその直下にはリン（Ｐ）が
０．５ｐ以下の深さ例えば０．３μ、シート抵抗１０〜
１００ｆＬ１０　　に作製した０光アニールにおいては
レーザ光ｔ＋はＩ・（ヤセノン）ランプを用い、光スポ
ットを走査（スキャン）して実施した０この時基板は４
００〜グ００６０に同時に加熱しておいた０するとＸｊ
＝０．２μ代表的には５００ムであってかつシート抵抗
１０〜３０−１”％を得ることができたＯこれはＴ　ｉ
　Ｏｘ　：　ＰＬＯｓ、：日１ｏ、−１：ｏ、Ｇｏ、０
５と’１’ＬＯｒを多（の被膜として形成させることが
できたＯＰＯが多量であるにもかかわらず、リンが偏析
しないため失透もおきずきわめて光電変換装置としては
すばらしいものであった０さらＫこの上面を第１図（０
）に示す如く銀ペーストマタハアルミニュームペース）
を九はニッケルペーストを用いてスクリーン印刷法によ
りくし型電極（））を形成した０ ひとつの電極は０．２〜０．３ｍ−電極間隔３〜１６ｍ
ｍとして形成しｆＣｏかくして電極（１）および外部引
出し電極（６）を設は九〇印刷をした、後、１５０〜３
００’Ｏにてプリベークをし、さらにこれを４００〜９
５０’Ｏノ温度代表的には５５０〜８００”Ｃｌにて１
０〜３０分シンターして焼成し、この電極と五ＲＩＦの
半導体層とを電気的に連続０！１シた。

かくすることＫよシこのムＲ１を貫通（ト）して電極（
７）の、金属が含浸され半導体層（２）と連続しその部
分での抵抗は８＝ｏ、ｒＬ以下例えばψ〜紅にまで下げ
ることができた。裏面電極（６）はアルミニュームのス
クリーン印刷法で形成した。

かくの如き本発明方法は一回のスクリーン印刷とその印
刷場所をスクリーンマスクによシ選択的に決めることが
でき、かつその直下に半導体ノーをムＲ？の形式と同時
に行なうことができた。低価格化に対する寄与大であっ
た０ かくして得られた第１図（０）に示された光電変換装置
はムＭ　ｌ　（ｘｏｏｍｗ／ａｍ’）にて開放電圧０、
１５５〜０．６０７．短絡電流ｌｘ熱アニールにて３０
〜３５ｍム１０　ｍ−光アニールにて３３〜４０ｍム１
０ｎ竜変換効率ｔｌ熱アニールにて最大１４チ、光アニ
ールにて最大１６チを得ることができ、従来の塗付法等
によるムＲ１の１３〜１番、５％よシさらに１〜４チ向
上させることができ良。

この実施例はＰＮ？型の太陽電池でおるが、Ｍ　Ｐ”、
　Ｐ　Ｉ　Ｎ”、　Ｉ”工１！”、　Ｎ”Ｐ　Ｍ　、　
Ｐ＋Ｍ　Ｐ構造のダイオードｔたはトランジスタであっ
ても同様に本発明を適用できることはいうまでもない。

実施例２ 第２図は本発明の他の光電変換装置のたて断面図を示す
０ 図面において（４）は実施例１と同様の半導体（１）Ｋ
対し酸素中にて酸化し酸化珪素膜（８）を１０００〜３
０００ムの厚さに形成した０さらにこの膜を選択エッチ
を施し周辺のワク（９）を残した◇このワクをマスクと
して半導体（１）とは逆導電型の半導体層（２）を形成
しｆＣｏこの半導体層は塗付法によシ高濃度リンガラス
をスピナー塗付し、８５０〜９５Ｃ）６０の温度にて加
熱拡散して設けたものでおる。シート抵抗１０〜１００
〃ｘ）（ｏ、　５／Ｊ代表的には０．２μとした。

この後実施例１と同様にムＲ？用の印刷用インクを塗付
形成した０但しこの被膜中には１価またはＶ価の不純物
の添加をせず、Ｔ１０ｘの如き金属酸化物を主成分とし
たものを用いた０ 次にヒの上面にドツト電極け）を実施例１と同様の材料
を同様の方法にて形成した。さらにこれら全体を１００
〜４００’ＯにてプリベークしてＡＲＰ用被膜（３）お
よび電極用被膜（））を４’［１４、させた。

次にこれら全体を５００〜９６０°０の温度にて実施例
１と同時に熱アニールを行ない、電極（〕）と半導体層
（２）とを電気的に連続させた０この場合ＡＲＰ用被膜
（Ｔ５）は電極用被膜が印刷される前に実施例１の如く
焼成され高密度化してげることかできた。この電極部に
対しレーザ光等の光照射を行ないかつ５００〜＋００°
０の中温度での熱処理を施してさらに）几以下に下げて
もよい。

以上の実施例において半導体層とムＲ１とは独立に形成
させるととができるため、本発明方法はかかる太陽電池
のみ彦らずフオトトランジスタ、ＩＣＣ等牛体中に複数
の接合を有する半導体装置における光照射する面にのみ
全面に印刷して被膜形成をすることができるという特徴
を有する。

実施例１と同様の大きさの太陽電池において変換効率１
′ｙ優をムＭ１にて、また’７％を螢光燈下３００Ｌｘ
にて得ることができた◎実施例３ この実施例はムＲ？ｔたはムＲＩＦ用被膜を形成してし
まった後にイオン注入法等にょシその直下の半導体層中
に選択的に不純物を添加し半導体層を形成させようとす
るもので☆るＯ すなわち本発明は実施例２における（４）の如く、半導
体基板上に酸化珪素（８）をイオン注入に対しマスク用
被膜として形成する。この後この酸化珪素（８）を選択
的に第２図（Ｂ）の如く除去する。さらにムＲＦ用イン
クをスクリーン印刷法にて印刷して被膜を形成する。さ
らにこの後このムＲ？を貫通してイオン注入法により前
記した酸化珪素のない領域の半導体に対し璽価または７
価の不純物を３０〜１００に・Ｖの加え電圧にて注入す
る。さらにこのイオン注入によ多発生した損傷を除去し
同時にムＲｙを完成させるため、これら全体を実施例１
または２と同様に熱アニールまたは光アニールを行なっ
た。

この方法においてはムＲＦ下における半導体層中の不純
物濃度をきわめて精密に制御できるととを特徴とする。

さらに従来よシイオン注入の際は注入にする損傷を少く
するため。

その上面に３００〜３０００ムの酸化珪素膜をバッファ
ー用被膜として設けることが必要な条件となっていた。

しかし本発明はこのバッファー用被膜には酸化チタン等
のムＲＦまたはムＲＦ用被膜でも十−分であることを見
い出したことにある。そのためきわめて浅い接合をイオ
ン注入法によ多形成する際簡単な工程で同時にムＲνを
も作製せせてしまりというもので、低価格化のための大
きな特徴を有している０ この実施例において半導体層およびムＲＦ用被膜のアニ
ールの前または後に電極を形成し光電変換装置とすると
さらにその工学的応用が拡大される。

以上の説明において本発明の光電変換装置の製造コスト
は従来１００Ｉｎ′の基板（単価１０００円）を用いて
ｉｏａｍ’あたｊ９２２００円（１１００円／Ｗ）であ
ったものが１５００〜１８００円（ｘ　ｏ　ｏ　ｏ〜Ｉ
Ｌ　３００　Ｆ１／ｗ）と単位ＩＷあたυの価格を４０
０〜フＯＯ円も下げるととができたのが大きな特徴であ
る。

本発明の実施例は大電力用のたて方向に設けられたＰＮ
接合型の太陽電池を示し九〇シかしこれは横方向に設け
られた光電変換装置であってもよい０また本発明の実施
例はＮ”？構章を主として記した。しかしｐ”Ｎ構造、
ＰＩＮ講造、ＭＩ８構造またはこれらの接合を複数個同
一基板に設けた変形にも本発明の応用は可能でめる０さ
らに本発明は光電変換装置のすべてを含み、７オトセン
サ、ダイオード、フォトトランジスタ、アレー、イメー
ジセンサ等に対しても適用されるべきであることはいう
までもない。

本発明においてスクリーン印刷は１回塗シを示した。し
かしこの印刷はさらに濃度をうすめて２回ま九はそれ以
上ぬってもよく、また屈折率の異なるための成分を有す
るインクを選択的に場所を変えて塗ってもよい。

本発明は珪素に限られることなくゲルマニュウムまた他
のＩ−Ｖ価化合物半導体であってもよい。さらに基板上
にハイＹすｒトを形成させた半導体、また半導体ＩＯの
一部の光センサの部分のみに対してムＲ１を印刷形成さ
せてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法を示す光電変換装置の
たて断面図である。 ｆ３−２′１”出１煩人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体の一主面に一導電型の半導体層が形成された
   半導体基板上にスクリーン印刷法にて反射防止膜用イン
   クを印刷して被膜を形成する工程と加熱または光照射を
   行なうことにより前記基板上に反射防止膜を形成する工
   程とを有することを特徴とする光電変換装置作製方法０ ２、半導体の一主面にスクリーン印刷法に導体中に■価
   またはＶ価の不純物を添加して半導体層を形成する工程
   と加熱または光照射アニールを行なう工程とを有するこ
   とを特徴とする光電変換装置作製方法。