JPS5935189B2 - コウデンヘンカンソシノセイゾウホウホウ - Google Patents
コウデンヘンカンソシノセイゾウホウホウInfo
- Publication number
- JPS5935189B2 JPS5935189B2 JP50150307A JP15030775A JPS5935189B2 JP S5935189 B2 JPS5935189 B2 JP S5935189B2 JP 50150307 A JP50150307 A JP 50150307A JP 15030775 A JP15030775 A JP 15030775A JP S5935189 B2 JPS5935189 B2 JP S5935189B2
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- Japan
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- forming
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- layer
- insulating layer
- semiconductor layer
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- Expired
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光電変換素子の製造方法に関するものである。
直列垂直接合型太陽電池は、第１図に示すようにｐ−ｎ
接合を光の入射方向と垂直に多数直列に接続したもので
ある。
接合を光の入射方向と垂直に多数直列に接続したもので
ある。
同図において、１はｎ形シリコン、２はｐ形シリコン、
３は金属電極を示している。このような構造よりなる太
陽電池は、高い起電力を得るのに適しており、入射光強
度が通常の太陽光の５０倍以上になつても効率が低下し
ない。更に放射線損傷にも強いという特徴があるが、そ
の製造方法としては、従来、第２図ａ−ｄのような方法
がとられている。まず、厚さ２５０μｍのｎ型シリコン
基板５にｐ形の不純物を拡散させて不純物層４を形成し
、ｐ−ｎ接合を形成する（同図ａ）。このような基板の
複数枚を、基板間にアルミニウム６を入れたとえば１６
枚重ねる（同図ｂ）。次に基板間のアルミニウム６と基
板とを合金接合するため、６５０℃の窒素雰囲気中で２
時間放置した後、更にニッケルメッキを全体に施して、
これをジッターする。次にこの１６枚を重ねられた重ね
基板Ｔを、例えば幅２ｃｍとして、余つた部分を切断し
て取り除いた後、例えば１ｍｍ間隔にスライスしていく
。８は切断線である（同図ｃ）。
３は金属電極を示している。このような構造よりなる太
陽電池は、高い起電力を得るのに適しており、入射光強
度が通常の太陽光の５０倍以上になつても効率が低下し
ない。更に放射線損傷にも強いという特徴があるが、そ
の製造方法としては、従来、第２図ａ−ｄのような方法
がとられている。まず、厚さ２５０μｍのｎ型シリコン
基板５にｐ形の不純物を拡散させて不純物層４を形成し
、ｐ−ｎ接合を形成する（同図ａ）。このような基板の
複数枚を、基板間にアルミニウム６を入れたとえば１６
枚重ねる（同図ｂ）。次に基板間のアルミニウム６と基
板とを合金接合するため、６５０℃の窒素雰囲気中で２
時間放置した後、更にニッケルメッキを全体に施して、
これをジッターする。次にこの１６枚を重ねられた重ね
基板Ｔを、例えば幅２ｃｍとして、余つた部分を切断し
て取り除いた後、例えば１ｍｍ間隔にスライスしていく
。８は切断線である（同図ｃ）。
こうしてできた１６個のｐ−ｎ接合をもつ薄板９を、さ
らに例えば６個つなぎ、電極づけを行うと、９６個のｐ
−ｎ接合をもつ直列垂直接合型太陽電池ができる（同図
ｄ）。以上に説明した従来の製造工程で問題となるのは
、１６枚の重ね基板Ｔを１ｍｍ間隔にスライスする工程
であり、スライスすることによつて基板に生じる破壊層
をエッチング及びラッピング、更にポリッシングにより
除かねばならないという繁雑さがある。
らに例えば６個つなぎ、電極づけを行うと、９６個のｐ
−ｎ接合をもつ直列垂直接合型太陽電池ができる（同図
ｄ）。以上に説明した従来の製造工程で問題となるのは
、１６枚の重ね基板Ｔを１ｍｍ間隔にスライスする工程
であり、スライスすることによつて基板に生じる破壊層
をエッチング及びラッピング、更にポリッシングにより
除かねばならないという繁雑さがある。
また、重ね基板Ｔを幅２ｃｍに切断する際にも、余つた
部分を切り拾てるという無駄がある。更には、基板を薄
くするのに限度があることから、少数キャリアの収集効
率の向上も望めない上に、単位長さあたりのｐ−ｎ接合
数も多くできない。本発明は、以上述べたような従来方
法の問題点を全く有しない通常のホトエッチングによる
微細加工を用いた、光電変換素子の製造方法を提供する
ことを目的とする。
部分を切り拾てるという無駄がある。更には、基板を薄
くするのに限度があることから、少数キャリアの収集効
率の向上も望めない上に、単位長さあたりのｐ−ｎ接合
数も多くできない。本発明は、以上述べたような従来方
法の問題点を全く有しない通常のホトエッチングによる
微細加工を用いた、光電変換素子の製造方法を提供する
ことを目的とする。
以下図面とともに本発明を実施例に基づいて説明する。
第３図ａ−れは本発明の光電変換素子の製造方法の一実
施例を示す工程断面図である。例えば面指数（１１１）
で比抵抗１Ω、ＣｆｒＬ（７）Ｐ形シリコン基板１１に
、イオン注入法によつて、窒素イオンを８００Ｋｅ助エ
ネルギで３×１０１７ｉｏｎｓ／Ｃｄ打ち込むと、窒素
濃度が基板濃度より高い層１２がシリコン基板１１表面
から１μｍ程度内部に入つた部分にできる（同図ａ）。
その後、乾燥窒素（Ｎ２）中で１２００℃，３時間の熱
処理を施し、シリコン基板１１表面より１．３〜２．０
ｐｍの深さのところに窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の絶縁層
１３を形成する。そしてこのような基板１１上にｐ形シ
リコン単結晶層１４を、例えば５μｍ気相成長させる（
同図ｂ）。次に１１００℃のウエツト酸素中で３時間酸
化し、１μｍの厚さの酸化膜１５を形成し、この酸化膜
１５に不純物拡散用の窓１６をホトエツチングにより開
ける（同図ｃ）。次に拡散用窓１６を通してｎ形不純物
のリンを、窒化珪素の絶縁層１３に至るまで拡散し、ｎ
＋形領域１７を形成する（同図ｄ）。これは１０００℃
でＰＯＣｌ３を用いてリンを３０分間プレデポジツトし
た後酸化膜１５を全面除去し、１２００′Ｃで酸化しな
がら１時間拡散すればよい。しかる後表面の酸化膜を除
去しホトレジスト、例えばＫＴＦＲｌ８をシリコン基板
１１上部に塗布し、相隣りあうｐ−ｎ接合単位の間をエ
ツチングする為の窓１９を開ける（同図ｅ）。次に弗酸
一硝酸−酢酸の混合液によつて、窓１９より窒化珪素の
絶縁層１３に至るまでエツチングを行なう（同図ｆ）。
しかる後、シリコン基板１１全体を１６０℃の硫酸中へ
１０分間放置しホトレジスト１８を除去して全面に電極
金属としてのアルミニウム２０を蒸着する（同図ｇ）。
次にホトエツチングにより、ｐ−ｎ接合単位を直列に接
続する電極部分と、出力を取り出す電極部分以外のアル
ミニウムを取り除く（同図ｈ）。その後、シリコン基板
１１全体を５５０℃前後で５分加熱してジッタを行なつ
て光電変換素子が完成する。なお、以上の工程中６こお
いて、窒素イオンのかわりに炭素イオンを用いてイオン
注入することによりできる炭化珪素で埋込み絶縁層１３
を形成しても、窒化珪素と同様に用いられることは言う
までもない。
施例を示す工程断面図である。例えば面指数（１１１）
で比抵抗１Ω、ＣｆｒＬ（７）Ｐ形シリコン基板１１に
、イオン注入法によつて、窒素イオンを８００Ｋｅ助エ
ネルギで３×１０１７ｉｏｎｓ／Ｃｄ打ち込むと、窒素
濃度が基板濃度より高い層１２がシリコン基板１１表面
から１μｍ程度内部に入つた部分にできる（同図ａ）。
その後、乾燥窒素（Ｎ２）中で１２００℃，３時間の熱
処理を施し、シリコン基板１１表面より１．３〜２．０
ｐｍの深さのところに窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の絶縁層
１３を形成する。そしてこのような基板１１上にｐ形シ
リコン単結晶層１４を、例えば５μｍ気相成長させる（
同図ｂ）。次に１１００℃のウエツト酸素中で３時間酸
化し、１μｍの厚さの酸化膜１５を形成し、この酸化膜
１５に不純物拡散用の窓１６をホトエツチングにより開
ける（同図ｃ）。次に拡散用窓１６を通してｎ形不純物
のリンを、窒化珪素の絶縁層１３に至るまで拡散し、ｎ
＋形領域１７を形成する（同図ｄ）。これは１０００℃
でＰＯＣｌ３を用いてリンを３０分間プレデポジツトし
た後酸化膜１５を全面除去し、１２００′Ｃで酸化しな
がら１時間拡散すればよい。しかる後表面の酸化膜を除
去しホトレジスト、例えばＫＴＦＲｌ８をシリコン基板
１１上部に塗布し、相隣りあうｐ−ｎ接合単位の間をエ
ツチングする為の窓１９を開ける（同図ｅ）。次に弗酸
一硝酸−酢酸の混合液によつて、窓１９より窒化珪素の
絶縁層１３に至るまでエツチングを行なう（同図ｆ）。
しかる後、シリコン基板１１全体を１６０℃の硫酸中へ
１０分間放置しホトレジスト１８を除去して全面に電極
金属としてのアルミニウム２０を蒸着する（同図ｇ）。
次にホトエツチングにより、ｐ−ｎ接合単位を直列に接
続する電極部分と、出力を取り出す電極部分以外のアル
ミニウムを取り除く（同図ｈ）。その後、シリコン基板
１１全体を５５０℃前後で５分加熱してジッタを行なつ
て光電変換素子が完成する。なお、以上の工程中６こお
いて、窒素イオンのかわりに炭素イオンを用いてイオン
注入することによりできる炭化珪素で埋込み絶縁層１３
を形成しても、窒化珪素と同様に用いられることは言う
までもない。
本実施例により形成されるｐ−ｎ接合は、絶縁層１３上
にあるにもかかわらず、単結晶シリコン基板１１上に気
相成長させたシリコン単結晶層１４に形成したものであ
るので、その結晶性は非常に良好となる顕著な効果を奏
する。
にあるにもかかわらず、単結晶シリコン基板１１上に気
相成長させたシリコン単結晶層１４に形成したものであ
るので、その結晶性は非常に良好となる顕著な効果を奏
する。
以上説明してきたように、本発明の光電変換素子の製造
方法は、半導体基板上に同時に多数個のｐ−ｎ接合を形
成するため、従来のような破壊層の研磨の必要もなく、
また感光性樹脂等を用いることにより微細加工ができる
ため、単位面積当り、従来の２倍以上の個数のｐ−ｎ接
合を形成し得るので、効率が倍増する効果を奏する。
方法は、半導体基板上に同時に多数個のｐ−ｎ接合を形
成するため、従来のような破壊層の研磨の必要もなく、
また感光性樹脂等を用いることにより微細加工ができる
ため、単位面積当り、従来の２倍以上の個数のｐ−ｎ接
合を形成し得るので、効率が倍増する効果を奏する。
第１図は直列垂直接合型太陽電池の基本構造図、第２図
ａ−ｄは直列垂直接合型太陽電池の従来の製造方法を示
す工程図、第３図ａ−ｈは本発明の光電変換素子の製造
方法の一実施例を示す工程断面図である。 １１・・・・・・ｐ形シリコン基板、１２・・・・・・
窒素イオンの打込まれた層、１３・・・・・・窒化珪素
の絶縁層、１４・・・・・・気相成長ｐ形シリコン単結
晶層、１５・・・・・・酸化膜、１６・・・・・・不純
物拡散窓、１７・・・・・・不純物拡散領域、１８・・
・・・・ホトレジスト、１９・・・・・・エツチング用
の窓、２０・・・・・・アルミニウム、２１・・・・・
・リード線。
ａ−ｄは直列垂直接合型太陽電池の従来の製造方法を示
す工程図、第３図ａ−ｈは本発明の光電変換素子の製造
方法の一実施例を示す工程断面図である。 １１・・・・・・ｐ形シリコン基板、１２・・・・・・
窒素イオンの打込まれた層、１３・・・・・・窒化珪素
の絶縁層、１４・・・・・・気相成長ｐ形シリコン単結
晶層、１５・・・・・・酸化膜、１６・・・・・・不純
物拡散窓、１７・・・・・・不純物拡散領域、１８・・
・・・・ホトレジスト、１９・・・・・・エツチング用
の窓、２０・・・・・・アルミニウム、２１・・・・・
・リード線。
Claims (1)
- １ 一導電型の半導体基板に絶縁層を形成する工程と、
前記半導体基板上に、前記半導体基板と同一導電型の半
導体層を形成する工程と、前記半導体層に、前記半導体
層とは反対導電型の不純物を、前記絶縁層に至るまで選
択的に拡散してｐ型領域、ｎ型領域を交互に形成する工
程と、前記半導体層の、前記異なる導電型が隣接する領
域を残して、他の領域を除去する工程と、前記除去部に
電極金属を被着して複数の前記ｐ−ｎ接合の同方向縦属
接続体を形成する工程とを備えたことを特徴とする光電
変換素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50150307A JPS5935189B2 (ja) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | コウデンヘンカンソシノセイゾウホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50150307A JPS5935189B2 (ja) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | コウデンヘンカンソシノセイゾウホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5273686A JPS5273686A (en) | 1977-06-20 |
| JPS5935189B2 true JPS5935189B2 (ja) | 1984-08-27 |
Family
ID=15494135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50150307A Expired JPS5935189B2 (ja) | 1975-12-16 | 1975-12-16 | コウデンヘンカンソシノセイゾウホウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935189B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01112187U (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-27 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2461552B2 (fr) * | 1979-07-19 | 1985-11-29 | Centre Techn Ind Mecanique | Dispositif d'arrosage pour meule de rectification |
| JPS5642386A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Agency Of Ind Science & Technol | Semiconductor photodetector |
| JPS5897876A (ja) * | 1981-12-07 | 1983-06-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池 |
| JPS59123280A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Ricoh Co Ltd | 集積デバイス |
-
1975
- 1975-12-16 JP JP50150307A patent/JPS5935189B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01112187U (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5273686A (en) | 1977-06-20 |
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