JPS60140882A - 半導体製造用ペ−スト材料 - Google Patents

半導体製造用ペ−スト材料

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JPS60140882A
JPS60140882A JP58246951A JP24695183A JPS60140882A JP S60140882 A JPS60140882 A JP S60140882A JP 58246951 A JP58246951 A JP 58246951A JP 24695183 A JP24695183 A JP 24695183A JP S60140882 A JPS60140882 A JP S60140882A
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powder
layer
organic
paste material
semiconductor
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JP58246951A
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English (en)
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Haruhiko Matsuyama
松山　治彦
Mitsuo Nakatani
中谷　光雄
Masaaki Okunaka
正昭 奥中
Ataru Yokono
中 横野
Tokio Isogai
磯貝　時男
Tadashi Saito
忠 斉藤
Kunihiro Matsukuma
邦浩 松熊
Sumiyuki Midorikawa
緑川　澄之
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/023—Alloys based on aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • 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
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体製造用ペースト材料に係り、特に太陽
電池のバックサーフェイスフィールド（ＢＳＦ）および
Ａ１層を形成するのに好適なペースト材料に関する。
〔号−り〕
半導体素子の例として、太陽電池の代表的な構成例を歯
に示す。すなわち、太陽電池はＰ型シリコン基板１にル
＋層２．Ｐ土層６を設けてＷ”／　Ｐ　／　Ｐ＋接合を
形成し、受光面と長面に受光面電極４．裏面電極５を設
けた構造をしている。さらに一般には、反射防止膜等も
設けられる。
近年太陽電池の亘要課題は、製造コストの低減にあり、
受光面電極４．＆面’ｌｉｔ、極５の形成は従来の真空
蒸着法にかわって、コストの安いメッキ法や印刷法が検
討されはじめた。
なかで本印刷法は、自動化が容易で生産性が高いことか
ら広く検討され工いる。
印刷法は、Ｐ土層３形成にも利用されており。
Ａｌｌｌｌ粉末１鮎 Ａ１ペーストをスクリーン印刷し、焼成してＰ１層６を
形成していた。このため太陽電池のＰ＋層形成用、（ｊ
ペーストは多棟市販されている。
しかし、これら市販ＡＩペーストでＰ＋層３を形成する
と、Ｐ＋層と同時にＡ）層もしくはＡ１１Ｏ。
層が形成してしまう。したがって太陽電池から電力を取
出すための引出電極（以下リード？、鋏と言う）を接続
する場合は、上記の７７層もしくはＡｔ、　Ｏ８層をエ
ツチングにより除去してから、この上にＡｙペーストを
印刷、焼成し、ａ面゛電極５を形成し、この裏面電極５
にリード胞を半田付していた。
上記の方法は、ＢＳＦ効果は良好であるが。
上記のプロセスで製作するため、製造工程数の短紬、材
料コストの低減１が碌しく、太陽電池の製造コスト低減
の大きなめい路となっていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、太
陽電池の製造工程数、材料費が減る半導体製造用ペース
ト材料を提供するにある。
〔発明の概要〕
不発明の導電ペースト材料は、Ａノ松末と。
Ｓｎ　、　Ｉｎから選ばれた少なくとも一種の金属と、
有機結合剤と、有ＭＡ溶剤からなることを特徴とし、更
にＡ！粉末の粒子形状が鱗片状であり、Ａノ粉末は必要
に応じてステアリン酸。
ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛のいずれ
かで表面コーティングがほどこされていることを特徴と
する。
本発明の導電ペースト材料が従来の導電ペーストと異な
る点は、Ａ！粉末とＳｎ　、　Ｉｎから悠ばれた少なく
とも一種の金属が混在することである。そして本発明の
導電ペースト材料を、基板上に印刷し、焼成すると、均
一なＰ＋層と直接めっき皮膜が形成できる。ｆｊ層が同
時に形成される。
即ち、このＡｌ１層上に半田濡れ性のよいＮＬ。
Ｃｔｔ　、　Ａｇ　、　Ａｕ　、　Ｓｎ　、　Ｐｂ　、
　Ｉｎ　？”、Ｃどのめっき、３　。
を行なえは、従来必要であったＡ１層のエツチング、Ａ
！１ペーストの印刷、焼成工程が全く不要となる。
次に本発明で使用する材料について説明する。有機結合
剤、有機溶剤は、従来の厚膜スクリーン印刷用ペースト
で用ているものと同様のものを用いる。なかでも有機結
合剤にはセルロース系化合物、ポリメタクリレート系化
合物が、有機溶剤には多価アルコール系のものが好適で
ある。
Ａｌｌ粉末は、平均粒径２μｍ以下のものが良く。
特に粒子形状が鱗片状のものがよい。鱗片状のＡｊ粉を
用いると、クラックや凝果のない均一なＰ＋層と、（４
層が形成できる。
また、このＡ！粉の表面にステアリン酸、ステアリン酸
アルミニウム、ステアリン酸亜鉛のいずれかをコーティ
ングすると、Ａ）粉の表面酸化が防止され、ペースト中
での分散が更に良好になる。
Ｉｎ　、　Ｓルから選ばれる少なくとも一種の金・　４
　・ 属の配合割合は、ＡＩ粉末１００重量に対して５〜５０
重量部が良好であり、１２〜５０重量部が更に好ましい
。５１童部未満では形成された、（４層へのめっき析出
が悪くなり、５０重量部をこえると形成されたＰ＋層の
ＢＳＦ効果が低減し太陽電池の効率低下を招き易くなる
。
〔発明の実施例〕
以下１本発明を実施例によって詳述する。
実施例１ 表面をステアリン酸亜鉛でコーティングした平均粒径２
μｍ以下の鱗片状Ａ！粉末１００ｙと平均粒径１０μｍ
以下のＳｎ粉末を第１表に示すように０．５〜１００ｙ
秤量し、これにα−テルピネ、ｔ−に９５ｉｊ１部と１
０Ｃｐ２のエチルセルロース５重量部よりなる粘稠液を
加えながら充分に混練し、粘度が約１５０ポイズ（ずり
速度１００／秒）のＡＩ導電ペーストを得た。
次に図に示すようにＰ型シリコン基板１（平均比抵抗１
Ω−ｃｍ、直径３インチ丸型ウェハ）の表向に、イオン
打込み法で深さ０．２〜０．４μｍのル＋ｆｆ１２（表
面シート抵抗ｓｏｎ、”口）を形成し、このＰ汲シリコ
ン基板１０巣面（１Ｌ十層２と反対面）に上記のＡＩ導
体ペーストをスクリーン印刷し、１５０℃、１０分間の
乾燥処理をしてから、この基板を酸素１０ｐｐｒｎを含
む窒素ガス雰囲気中で７００℃で１０分間焼成した。
この後受光面電極４を形成し、次に電気ニッケルめっき
（液組成：スルファミン酸ニッケｋ　１５０！Ｉ／　Ｉ
、塩化二ｙケｋ　１０ｇ／ｌ　、ホウ［４０ｙ／りでＡ
１層上と受光面電極４上にニッケルめっき皮膜を形成し
た。
（以下余白） ・　７　・ 、　８゜ このようにして製作した太陽電池の電流−電圧特性から
曲線因子（Ｆｉｌ　Ｆａｃｔｏｒ）を調べ、またニッケ
ルめっき皮膜析出性、半田濡れ性を脚べた。第１表に測
定結果を示した。７１６６〜准６はすべての特性が満足
すべきものであった。しかし、／Ｉ６１．腐２．／＃６
Ｂはニッケルめっき皮膜析出性、半田濡れ性が悪＜、４
７は曲線因子が０．７９と悪かった。
実施例２ 表面をステアリン酸コーティングした平均粒径２μｍ以
下の鱗片状Ａ！粉末１００ｙと、（α）平均粒径５μｎ
ＬＫ下のＳｆＬ粉末を１０ｙ　、　２５ｙ　、　（ｂ）
平均粒径５μ扉以下のＩｎ粉末を１０！１．５０！Ｉ、
もしくは（、？ｌ平均粒径５μｍ以下のＳｎ粉末を５〜
１０ｙ。
Ｉｎ粉末を５〜１０！１を秤量し、これにα−テルピネ
オールＳＯＺ量部とポリイソブチルメタクリレート２０
重量部よりなる粘稠液を加えながら充分に混稼し、粘度
が約１５０ポイズ（ずり速度１００７秒）のＡＩ導電ペ
ーストを得た。
また、Ｓｎ粉末、Ｉｎ粉末を含まぬＡ！導電べ一ストも
用いた。
次に、電気めりきをビロリン酸銅９０ｙ　／　ｌ。
ビロリン酸３５０／Ｍ、アンモニア３ｍｉ　／　Ｊのめ
っき液で電気銅めっきを行なった以外は実施例１と同様
にして太陽電池を製作した。
そし℃、実施例１と同様にして曲線因子。
銅めっき皮膜析出性、半田藺れ性を詭べた。
第２表に測定結果を示した。鷹９〜Ａ６１３は。
すべての％性が満足すべきものであった。
それに対してＡ６層４は、銅めっき皮膜析出性。
半田諦れ性が悪かった。
また、Ａｌめっき＊　ＡｔＬめっきでも、上記と同様の
結果が侮られる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明の、４Ｊ４体ペースト材料は、
索子の特性を劣化させることなく、従来不１’Ｔ　ＮＱ
でめった７１層上への電気めっきを可能にした。このた
め、このめっき皮膜を介しての半田１寸がＥＡＴ　ｕＦ
：とＴ（った。
不発明のＡ１４坏ペーストを太陽電池のＰ十形成用いる
と、従来必要であったＡ１層の除去、半円付用のＡｌペ
ーストの印刷転線工程が不必要になる。したがって材料
＊、工程数が大幅に低減する。
【図面の簡単な説明】
図は太陽電池の代表的な構成を示した断面図である。 １・・・ｐ７ｉシリコン基板 ２・・・ｎ中層 ３・・・Ｐ土層 ４・・・受光面電極 ５・・・裏面電極

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｔ　Ａｌｌ粉末と、　Ｓｎ　、　Ｉｎから選ばれた少な
    くとも一種の金属と、有機結合剤と、有機溶剤からなる
    ことを特徴とする半導体製造用ペースト材料。 ２、Ａ！粉末の粒子形状が鱗片状であり、必要に応じて
    ステアリン酸、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン
    酸亜鉛のいずれかで表面コーティングがほどこされてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
    製造用ペースト材料。 五　Ｓｎ　、　Ｉルから選ばれた少なくとも一種の金属
    の配合割合が、　Ａ７粉末１００重量部に刈して５〜５
    ０重量部であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の半導体製造用ペースト材料。
JP58246951A 1983-12-28 1983-12-28 半導体製造用ペ−スト材料 Pending JPS60140882A (ja)

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