JPWO2017158691A1 - Manufacturing method of solar cell - Google Patents
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Abstract
固相拡散源を成膜後、続いて熱処理による不純物拡散をおこなうに際し、裏面に不純物が混入するのを抑制し、キャリア寿命の長い太陽電池の製造方法を得ることを目的とし、受光面(1A)および裏面(1B)を有するn型単結晶シリコン基板(1)の受光面(1A)に固相拡散源であるBSG膜(2)を成膜する工程と、n型単結晶シリコン基板(1)を加熱し、BSG膜(2)から、第2導電型の不純物であるボロンを拡散させ、p型拡散層(7)を形成する熱処理工程とを含み、pn分離工程に先立ち、BSG膜(2)を成膜および加熱してp型拡散層(7)を形成し、BSG膜(2)を除去することを特徴とする。さらにp型拡散層(7)の形成のための熱処理工程に先立ち、裏面(1B)に成膜されたボロン含有生成物、酸化シリコン含有生成物などの固相拡散源を除去する工程を含む。 In order to obtain a method for manufacturing a solar cell having a long carrier life by suppressing the contamination of impurities on the back surface when impurities are diffused by heat treatment after the solid phase diffusion source is formed, the light receiving surface (1A ) And a back surface (1B), and a step of forming a BSG film (2) as a solid phase diffusion source on the light receiving surface (1A) of the n-type single crystal silicon substrate (1), and an n-type single crystal silicon substrate (1) ) To heat the BSG film (2) to diffuse boron, which is an impurity of the second conductivity type, to form a p-type diffusion layer (7). Prior to the pn separation process, the BSG film ( 2) is formed and heated to form a p-type diffusion layer (7), and the BSG film (2) is removed. Further, prior to the heat treatment step for forming the p-type diffusion layer (7), a step of removing a solid phase diffusion source such as a boron-containing product and a silicon oxide-containing product formed on the back surface (1B) is included.
Description
本発明は、太陽電池の製造方法に係り、特に光電変換効率の向上に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell, and more particularly to improvement of photoelectric conversion efficiency.
従来、太陽電池においては、一例を特許文献1に示すように、光入射面である受光面、あるいは受光面に対向する面である裏面への不純物拡散方法としてCVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて拡散源を成膜した後、基板と拡散源となる膜とを窒素雰囲気中で加熱し不純物を基板内に拡散させる方法が開示されている。
Conventionally, in a solar cell, as shown in
しかしながら、上記特許文献1に示される太陽電池の製造方法にあっては、リンシリケートガラス(PSG:Phosphorus Silicate Glass)膜、あるいはボロンシリケートガラス(BSG:Boron Silicate Glass)膜を基板上に成膜した後に窒素雰囲気中で不純物拡散のための熱処理をおこなっている。このため、成膜時に基板裏面にリンあるいはボロンなどの不純物が回り込み、付着した生成物から、裏面への不純物拡散も同時に生じるため意図しない裏面への不純物の混入が発生する場合がある。不純物の混入は太陽電池のキャリア寿命の低下を招くことになる。加えて上記成膜物は、膜厚が大きいなどの理由で加工がしづらく、上記不純物の混入と相まって電気的短絡の原因になり易いという問題があった。
However, in the method for manufacturing a solar cell disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固相拡散源を成膜した後、続いて熱処理による不純物拡散をおこなうに際し、裏面に不純物が混入するのを抑制するとともに、成膜物による加工阻害を排除して、電気的絶縁を改善し、キャリア寿命の長い太陽電池を得ることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, and after forming a solid phase diffusion source into a film, it is possible to suppress impurities from being mixed into the back surface when performing impurity diffusion by heat treatment, and to form a film. The object is to obtain a solar cell having a long carrier life by eliminating the processing hindrance caused by the above, improving the electrical insulation.
本発明は、上述した課題を解決し、目的を達成するために、相対向する第1および第2主面を有する第1導電型の半導体基板の第1主面に固相拡散源を成膜する工程と、成膜する工程で第2主面に形成される生成物を除去する工程と、生成物の除去された半導体基板を加熱し、固相拡散源から、第1主面側に第2導電型の第1の拡散層を形成する工程と、半導体基板の第2主面に第1導電型を有する第2の拡散層を形成する工程と、固相拡散源を除去する工程と、第2の拡散層と第1の拡散層を電気的に分離する工程と、を含む。固相拡散源を除去する工程は、第2の拡散層と第1の拡散層を電気的に分離する工程より前に実施される。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention forms a solid phase diffusion source on a first main surface of a first conductivity type semiconductor substrate having first and second main surfaces facing each other. A step of removing the product formed on the second main surface in the step of forming a film, and heating the semiconductor substrate from which the product has been removed, from the solid phase diffusion source to the first main surface side. Forming a two-conductivity-type first diffusion layer; forming a second diffusion layer having the first conductivity-type on the second main surface of the semiconductor substrate; removing a solid-phase diffusion source; Electrically separating the second diffusion layer and the first diffusion layer. The step of removing the solid phase diffusion source is performed before the step of electrically separating the second diffusion layer and the first diffusion layer.
本発明によれば、固相拡散源を成膜後、続いて熱処理による不純物拡散をおこなうに際し、裏面である第2主面に不純物が混入するのを抑制するとともに、成膜物による加工阻害を排除して、電気的絶縁を改善し、キャリア寿命の長い太陽電池を得ることができるという効果を奏功する。 According to the present invention, after the solid phase diffusion source is formed, when impurities are diffused by heat treatment, impurities are prevented from being mixed into the second main surface, which is the back surface, and the processing hindrance due to the film is inhibited. This eliminates the effect of improving the electrical insulation and obtaining a solar cell with a long carrier life.
以下に、本発明にかかる太陽電池の製造方法および太陽電池の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため各層あるいは各部材の縮尺が現実と異なる場合があり、各図面間においても同様である。 Below, the manufacturing method of the solar cell concerning this invention and embodiment of a solar cell are described in detail based on drawing. In addition, this invention is not limited by this embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably. In the drawings shown below, the scale of each layer or each member may be different from the actual for easy understanding, and the same applies to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる太陽電池の製造方法の実施の形態1を示す製造工程のフローチャートであり、図2(a)から(d)および図3(a)から(d)は、実施の形態1にかかる太陽電池の製造方法を示す工程断面図である。図2(a)から(d)は、実施の形態1にかかる太陽電池の製造方法のうち、図1中に示す炉内での連続処理における太陽電池基板の変化を示す断面図である。図3(a)から(d)は実施の形態1の製造工程中の、図2(a)から(d)に示す熱処理に続く工程での太陽電池の断面の変化を示す模式図である。図4は、炉内の温度と環境状態についてのタイムチャートである。
FIG. 1 is a flowchart of a manufacturing
実施の形態1にかかる太陽電池の製造方法は、第1の拡散層と第2の拡散層を電気的に分離するpn分離工程に先立ち、固相拡散源を成膜し加熱して第1の拡散層を形成し、固相拡散源を除去する。さらに第1の拡散層形成のための熱処理工程に先立ち、第2主面に成膜された固相拡散源を除去する。 In the method for manufacturing a solar cell according to the first embodiment, the solid phase diffusion source is formed and heated prior to the pn separation step of electrically separating the first diffusion layer and the second diffusion layer. A diffusion layer is formed and the solid phase diffusion source is removed. Further, prior to the heat treatment step for forming the first diffusion layer, the solid phase diffusion source formed on the second main surface is removed.
実施の形態1にかかる太陽電池の製造方法では、固相拡散源を成膜および加熱して拡散層を形成した後、固相拡散源を除去し、電気的分離をおこなうようにしたので、加工をおこなった個所の絶縁性能が向上する。さらにまた、加熱工程により固相拡散源から不純物拡散をおこなう工程に先立ち、第2主面に成膜された固相拡散源を除去する工程を含むため、半導体基板の固相拡散源を成膜した面と反対側の面に固相拡散材料が回りこみ付着するが、固相拡散源を除去してから熱処理をおこなうことで、付着物からの不純物が基板に拡散されるのを回避するようにしたものである。 In the manufacturing method of the solar cell according to the first embodiment, the solid phase diffusion source is formed and heated to form the diffusion layer, and then the solid phase diffusion source is removed and electrical separation is performed. Insulation performance at the location where the material is subjected is improved. Furthermore, since the step of removing the solid phase diffusion source formed on the second main surface is included prior to the step of performing impurity diffusion from the solid phase diffusion source by the heating step, the solid phase diffusion source of the semiconductor substrate is formed. The solid phase diffusion material wraps around and adheres to the opposite side of the surface, but heat treatment is performed after the solid phase diffusion source is removed, so that impurities from the deposits are prevented from diffusing into the substrate. It is a thing.
実施の形態1にかかる太陽電池には、受光面1Aとなる第1の主面と裏面1Bとなる第2の主面をもつ第1導電型の半導体基板としてのn型単結晶シリコン基板1を用いる。図1、図2(a)から(d)、図3(a)から(d)および図4を用いて製造方法を説明する。まず、ダメージ層除去ステップS101で、表面のウエハスライス時に生じた汚染あるいはダメージを除去する。例えば1wt%以上10wt%未満の水酸化ナトリウムを溶解させたアルカリ溶液にn型単結晶シリコン基板1を浸漬してスライス汚染およびダメージ除去をおこなう。この後、n型単結晶シリコン基板1の受光面1Aに、例えば0.1wt%以上10wt%未満のアルカリ溶液中にイソプロピルアルコールあるいはカプリル酸等の添加剤を加えた溶液に浸漬して反射防止構造を得るための凹凸であるテクスチャを形成する。なお、スライス汚染およびダメージの除去と、テクスチャの形成は同時にあるいは個別におこなってもよい。テクスチャの形成は受光面1Aのみならず裏面1Bにも形成してもよい。図2および図3においては理解を容易にするためテクスチャは図示せず、受光面1A、裏面1B共に平坦面として示す。
The solar cell according to the first embodiment includes an n-type single
次に、成膜前洗浄ステップS102でn型単結晶シリコン基板1の表面を洗浄する。該洗浄工程には、例えば、RCA洗浄と呼ばれる、硫酸と過酸化水素の混合溶液と、フッ化水素酸水溶液と、アンモニアと過酸化水素の混合溶液と、塩酸と過酸化水素の混合溶液、とを組み合わせた有機物と金属と酸化膜とを除去する工程、あるいは、例えばテクスチャ形成方法によってはフッ化水素酸水溶液のみの酸化膜除去工程、が用いられる。また、洗浄液についても、洗浄液の種類の内、一つまたは複数、あるいは、フッ化水素酸と過酸化水素水の混合溶液、あるいはオゾンを含有させた水を含めて選択しても良い。
Next, the surface of the n-type single
なお各々の処理液自体が、他への汚染、あるいは意図せぬ反応の原因とならないよう、また装置外に取り出した後の安全確保のため、各々の中間あるいは乾燥前の段階などで、純水などによる水洗をおこなう。 In addition, in order to prevent each processing solution itself from causing contamination to others or unintentional reactions, and to ensure safety after taking it out of the device, pure water is used in the middle or before drying. Wash with water.
上記洗浄工程に引き続き、固相拡散源の受光面1A側への成膜ステップS103で、図2(a)に示すように、n型単結晶シリコン基板1の受光面1Aに固相拡散源、例えばボロンを含有する酸化膜であるBSG(Boron Silicate Glass:ボロンシリケートガラス)膜2が成膜される。成膜には、例えば減圧CVD、常圧CVD、が用いられる。なお前述の成膜工程の際にn型単結晶シリコン基板1の裏面1Bに成膜ガスの回り込みによってボロン含有生成物4が付着する。続いてBSG膜2の上部に熱処理時にキャップつまり保護膜となる膜、例えば、シリコン酸化膜3が形成される。シリコン酸化膜3はBSG膜2同様に減圧CVD、常圧CVDなどの成膜工程によって成膜されるものが工程の連続性からして好ましい。シリコン酸化膜3成膜時もBSG膜2成膜時と同様に、裏面1Bに成膜ガスが回り込み酸化シリコン含有生成物5が付着する。
Subsequent to the cleaning step, in the film forming step S103 on the
裏面の生成物除去ステップS104で、図2(b)に示すように、裏面1B側に形成された生成物を除去する。ここではn型単結晶シリコン基板1の裏面1B側に形成された生成物を除去する。つまり、BSG膜2とシリコン酸化膜3の成膜の後、裏面1B側のボロン含有生成物4および酸化シリコン含有生成物5を除去する。除去は例えばフッ酸水溶液を用いた溶解によりおこなうが、ボロン含有生成物4はBSG膜2と、酸化シリコン含有生成物5はシリコン酸化膜3と本質的に同様の物質であるため、例えば片面エッチング装置を用いて、フッ酸水溶液に裏面1B側のみを接触させてボロン含有生成物4および酸化シリコン含有生成物5を除去するのが望ましい。片面エッチング装置の一例として、エッチング面を下にして下側からエッチング液を吹き付ける装置あるいは、片面のみをエッチング液に浸漬する構造をもつエッチング装置などを用いることで片面エッチングが実現可能である。
In the product removal step S104 on the back surface, as shown in FIG. 2B, the product formed on the
次いで、熱処理をおこなうステップS105では、n型単結晶シリコン基板1に連続して加熱処理を施す。該加熱処理には熱処理炉が用いられる。まず熱処理炉を予熱し、図2(c)に示すように、拡散層形成のために不活性ガス雰囲気で熱処理をおこなう。熱処理により、BSG膜2からボロンが拡散し、p型拡散層7が形成される。
Next, in step S105 in which heat treatment is performed, the n-type single
次いで連続して酸素O2を含む雰囲気で熱処理をおこなうステップでは、酸素O2を供給しながら熱処理をおこなう。該熱処理では、温度と成膜雰囲気を切り替えながら、昇温、加熱、降温をおこなう。加熱中の雰囲気は、例えば窒素、アルゴン等の不活性ガスを含む雰囲気と、酸素を含む雰囲気中とに分けられる。いずれも、800℃から1100℃の温度帯で任意の時間加熱されるが酸素を含む雰囲気では、1分から20分以下の時間の加熱が実施される、Next, in the step of performing heat treatment continuously in an atmosphere containing oxygen O 2 , the heat treatment is performed while supplying oxygen O 2 . In the heat treatment, the temperature is raised, heated, and lowered while the temperature and the film formation atmosphere are switched. The atmosphere during heating is divided into an atmosphere containing an inert gas such as nitrogen or argon and an atmosphere containing oxygen. Both are heated for an arbitrary time in a temperature range of 800 ° C. to 1100 ° C., but in an atmosphere containing oxygen, heating is performed for a time of 1 minute to 20 minutes or less.
まず、例えば窒素、アルゴン等の不活性ガスを含む雰囲気中で、BSG膜2からの不純物拡散が進行するような温度T、例えば800℃から1100℃、に到達させ、所望のp型拡散層7を形成する。p型拡散層7の形成が終了した後に、酸素を流入させることによって、図2(d)に示すように、p型拡散層7の形成されたn型単結晶シリコン基板1の表面全体にシリコン酸化膜8を形成する。
First, in an atmosphere containing, for example, an inert gas such as nitrogen or argon, a temperature T at which impurity diffusion from the
この熱処理の温度プロファイルを図4に曲線aで示す。炉内を窒素で置換して炉を予熱し、窒素雰囲気となりかつ温度T=900℃となったとき、時点t01で熱処理炉にn型単結晶シリコン基板1を投入し、時点t02まで時間t1=1分から30分維持する。時点t02で、熱処理炉に酸素を供給する。酸素を供給しつつ、上記温度Tで時点t03まで時間t2=1分から20分維持する。上記酸化工程では、熱処理炉内に投入されたn型単結晶シリコン基板1は雰囲気中に含まれる酸素によって表面が酸化される。該酸化は、受光面1A側はBSG膜2とシリコン酸化膜3に覆われているために、膜に覆われていない裏面1B側で選択的に進行するが、p型拡散層7の表面でも一部酸化が進み、図2(d)に示したように、シリコン酸化膜8が形成される。時点t03で酸素の供給を停止し、窒素ガスを供給し窒素置換をおこなう。シリコン酸化膜8は後述するn型拡散層の形成の際、n型不純物の進入を防ぐバリアの一部として機能する。その厚さは5nm以上10nm以下が望ましい。5nm未満では後の工程でバリアとしての機能が乏しくなり、10nm以上ではバリア機能が大きくなることが逆に働き、裏面側のn型拡散層が良好に形成されない危険性が増大する。The temperature profile of this heat treatment is shown by curve a in FIG. When the inside of the furnace is replaced with nitrogen and the furnace is preheated to become a nitrogen atmosphere and the temperature T = 900 ° C., the n-type single
以上の加熱工程の後、窒素を供給しながら温度を降下させ、時点t04で加熱処理炉からn型単結晶シリコン基板1の取出しをおこない、必要に応じて、裏面1B側のシリコン酸化膜8の除去をおこなう。シリコン酸化膜8が除去された後は裏面1Bが露出する。なお、裏面1Bに形成されたシリコン酸化膜8が薄い場合は除去をおこなわずに、続く裏面1Bへの不純物拡散を実施してもよい。After the above heating process, the temperature is lowered while supplying nitrogen, and the n-type single
この後、ステップS106で裏面1Bへの不純物拡散を実施する。ここでは、例としてn型拡散層を形成するためのPOCl3ガスによるリン拡散工程を用いた場合について説明する。この工程では、n型単結晶シリコン基板1の全面に対してPOCl3ガスが熱分解してリンシリケートガラス(PSG)膜がまず成膜され、これを拡散源としてそのあとにつづく加熱工程で内部に浸透すなわち拡散される。このように、POCl3ガス雰囲気で裏面拡散をおこなうステップS106で、リン拡散用のPOCl3ガス中のリンは露出した裏面1Bには速やかに拡散され、p型拡散層7が形成された受光面1A側は拡散バリアとなるシリコン酸化膜8、BSG膜2、シリコン酸化膜3が形成されているためリンの混入が防止される。この際、裏面1B側は、2枚ずつの重ね合わせにより、炉の雰囲気に直接暴露されるように配置されており、PSG膜は所望の厚さに成膜される。Thereafter, impurity diffusion to the
一方、受光面1A側は、2枚ずつの重ね合せにより、炉の雰囲気に直接は暴露されない様に配置されており、リンガラスの成膜は大きく制限される。更にその表面には、シリコン酸化膜8、BSG膜2、シリコン酸化膜3が形成されており、これらが拡散バリアとして機能するため、シリコン内部へのリンの混入が防止される。すなわち、リンの拡散は裏面1Bに選択的に実施され、裏面にn型拡散層14が形成される。
On the other hand, the
すなわち、図3(a)に示すように、リンの拡散は裏面1Bに選択的に実施され、裏面1Bにn型拡散層14が形成される。
That is, as shown in FIG. 3A, phosphorus is diffused selectively on the
n型拡散層14の形成後、固相拡散源除去ステップS107で、図3(b)に示すように、固相拡散源であるBSG膜2を除去する。BSG膜2とシリコン酸化膜3およびバリアとして機能させたシリコン酸化膜8は、例えば5から25%のフッ化水素酸水溶液を用いて除去される。この際、水洗による酸化膜、一般的に自然酸化膜と呼ばれるものを、後述するパッシベーション層またはその一部として用いても良い。あるいは同じ目的で、オゾンを含む水での洗浄による酸化膜を用いても良い。
After the formation of the n-
続いてpn接合分離ステップS108では、基板側面部のp型拡散層7を除去し、p型拡散層7とn型拡散層14を分離する。具体的には、例えばここまでの工程を経たn型単結晶シリコン基板1を図5に示すように、数十から数百枚積み重ね、ホルダH間に挟み込み、プラズマ放電によりプラズマ励起ガスPGを生成し、基板側面をエッチング処理する端面エッチングを実行する。プラズマ励起ガスPGとしては、安定で毒性が低く、エッチングレートの高いCF4ガスをプラズマ化したフッ素プラズマガスが用いられる。あるいは、基板表面または裏面の側端部近傍あるいは基板側面にレーザを照射するレーザ分離を用いてもよい。例えば、基板側面部を構成する基板側面、基板表面の側端部近傍、基板裏面の側端部近傍のいずれかの箇所のp型拡散層7を除去すればよい。図5は実施の形態1にかかる太陽電池の製造工程の要部である端面エッチング工程を示す説明図である。Subsequently, in the pn junction isolation step S108, the p-
電気的分離については、電気的短絡を招く部分、領域を絶縁することがその本質である。具体的には、シリコン基板内でp型拡散層とn型拡散層とが接触あるいは近接する個所を除去あるいは加工により導電性を大きく低減させ、電気的に絶縁することを指す。つまり、第1主面側に形成した第1の拡散層と、半導体基板の第2主面側の逆導電型領域とを電気的に分離する工程を含むプロセスであればよい。例えば半導体基板の第2主面側と第1の拡散層を電気的に分離する工程に先立ち、半導体基板の基板側面部の第1の拡散層を除去する工程を実施するようにしてもよい。 The essence of electrical isolation is to insulate parts and regions that cause electrical shorts. Specifically, it means that the portion where the p-type diffusion layer and the n-type diffusion layer are in contact with or close to each other in the silicon substrate is removed or processed to greatly reduce the electrical conductivity and electrically insulate. That is, any process including a step of electrically separating the first diffusion layer formed on the first main surface side and the reverse conductivity type region on the second main surface side of the semiconductor substrate may be used. For example, prior to the step of electrically separating the second main surface side of the semiconductor substrate and the first diffusion layer, a step of removing the first diffusion layer on the side surface portion of the semiconductor substrate may be performed.
従って、n型単結晶シリコン基板に対して、除去あるいは加工が及ぶことが前提条件となるが、本件に係るBSG膜2およびシリコン酸化膜3は、プラズマ放電加工に対する耐性が強く、また他の拡散手法の拡散源と比較して厚さも大きいため、これらを残存のまま端面エッチングをおこなうと、加工不十分となり良好な分離が出来ない。
Therefore, it is a precondition that removal or processing is applied to the n-type single crystal silicon substrate. However, the
従って、BSG膜2およびシリコン酸化膜3を除去した後、端面エッチングをおこなうことで、端面エッチングによる十分な分離をおこなうことが可能となる。
Therefore, after the
また、BSG膜2およびシリコン酸化膜3の除去については、後工程である反射防止膜または裏面絶縁膜の形成前には除去する必要があるため、BSG膜2およびシリコン酸化膜3全体を端面エッチングの前に除去する方法が最も簡便であり、生産性向上あるいは製造コスト低減にも効果的である。
Further, since it is necessary to remove the
以上のようにして、基板端面のカット、あるいはエッチングがおこなわれ、図3(c)に示すように、受光面1A側にp型拡散層7、裏面1B側にn型拡散層14を備えた太陽電池基板が形成される。
As described above, the end face of the substrate is cut or etched, and as shown in FIG. 3C, the p-
なお、分離の状況すなわちリーク電流の大小あるいは、最終的な発電製品となるモジュール内におけるセル配列によっては、この分離工程は省略することも可能である。 Note that this separation step may be omitted depending on the state of separation, that is, the magnitude of leakage current, or the cell arrangement in the module that will be the final power generation product.
その後、反射防止膜形成および裏面絶縁膜形成ステップS109では、裏面1Bに、例えばプラズマCVDを用いて窒化シリコン膜からなる裏面絶縁膜15bが形成される。なお、窒化シリコン膜とn型拡散層との間には、パッシベーション層が形成されても良い。この場合、パッシベーション層はシリコン酸化膜が望ましく、一般的な熱酸化の他、前述の様に水洗あるいはオゾン含有水の洗浄による酸化膜を用いても良い。
Thereafter, in the antireflection film formation and back surface insulating film forming step S109, the back
続いて、受光面1A側にも同様に、例えばプラズマCVDを用いた窒化シリコン膜により、受光面反射防止膜15aを形成する。なお、受光面反射防止膜15aを構成する窒化シリコン膜とn型拡散層14との間には、パッシベーション層が形成されても良い。
Subsequently, the light receiving
この場合、パッシベーション層はシリコン酸化膜、酸化アルミニウム膜の何れか、あるいは両方の積層体とするのが望ましい。パッシベーション層にシリコン酸化膜が用いられる場合は、一般的な熱酸化の他、前述の様に水洗あるいはオゾン含有水の洗浄による酸化膜を用いても良い。また酸化アルミニウム膜が用いられる場合は、例えばプラズマCVDあるいはALD(Atomic Layer Deposition;原子堆積法)により形成される。この場合、成膜時に内包される固定電荷がパッシベーション能力を高める効果を持つため、より好ましい。 In this case, the passivation layer is preferably a silicon oxide film, an aluminum oxide film, or a laminate of both. When a silicon oxide film is used for the passivation layer, an oxide film obtained by washing with water or washing with ozone-containing water as described above may be used in addition to general thermal oxidation. When an aluminum oxide film is used, it is formed, for example, by plasma CVD or ALD (Atomic Layer Deposition). In this case, since the fixed charge included at the time of film-forming has the effect of improving the passivation capability, it is more preferable.
特に、BSG膜2およびシリコン酸化膜3の除去工程でのフッ化水素酸水溶液処理の後で、端面エッチング工程を実施した場合、フッ化水素酸水溶液処理で清浄化された基板表面が、端面エッチング処理時に積層されることで基板表面同士が接触することおよびフッ素プラズマガスを用いることで、表面状態が不安定になり、次工程でのパッシベーション層の形成によるパッシベーション効果が低下する場合がある。
In particular, when the end face etching process is performed after the hydrofluoric acid aqueous solution treatment in the step of removing the
特に、エッチングにCF4等のフッ素系エッチング液を用い、フッ素プラズマガスでエッチングした場合、エッチング後にシリコン基板表面にフッ素イオンが吸着して残る場合がある。この基板表面にプラズマCVDで窒化シリコン膜を成膜すると、フッ素イオンの上から窒化シリコン膜が成膜され、シリコン基板と窒化シリコン膜との間にフッ素原子が残るので、表面パッシベーション効果が低下する。In particular, when a fluorine-based etching solution such as CF 4 is used for etching and etching is performed with a fluorine plasma gas, fluorine ions may remain adsorbed on the surface of the silicon substrate after etching. When a silicon nitride film is formed on the surface of the substrate by plasma CVD, a silicon nitride film is formed on the fluorine ions, and fluorine atoms remain between the silicon substrate and the silicon nitride film, thereby reducing the surface passivation effect. .
一方、ALDは、水の導入、窒素N2パージ、TMA(トリメチルアルミニウム)導入、N2パージを1サイクルとして複数サイクルを繰り返すことにより、シリコン基板表面に酸化アルミニウム膜を成膜する方法である。ALDでは、N2パージも含めたサイクルが繰り返されるので、N2パージ時に、基板表面に吸着したフッ素が排出され、清浄な表面状態を形成することができる。On the other hand, ALD is a method of forming an aluminum oxide film on the surface of a silicon substrate by repeating a plurality of cycles with water introduction, nitrogen N 2 purge, TMA (trimethylaluminum) introduction, and N 2 purge as one cycle. In ALD, since the cycle including N 2 purge is repeated, fluorine adsorbed on the substrate surface is discharged during N 2 purge, and a clean surface state can be formed.
従って、パッシベーション層形成にALDを用いることにより、フッ化水素酸水溶液処理の後でフッ素プラズマガス処理を実施した場合でも、十分なパッシベーション効果を得ることができる。 Therefore, by using ALD for forming the passivation layer, a sufficient passivation effect can be obtained even when the fluorine plasma gas treatment is performed after the hydrofluoric acid aqueous solution treatment.
なお、受光面反射防止膜15aと裏面絶縁膜15bおよび双方のパッシベーション層の形成順については、必ずしも上記の順番のみに限定されるものではなく、上記以外の順番を適宜選択し、形成しても良い。
Note that the order of formation of the light-receiving
その後、図3(d)に示すように、受光面1Aと裏面1Bにそれぞれ受光面反射防止膜15aと裏面絶縁膜15bを形成した後、電極形成ステップS110で、受光面1A側と裏面1B側にそれぞれ、受光面電極16aと裏面電極16bとが形成される。電極材料としては、例えば銅、銀、アルミニウム、あるいはその混合物、などが用いられる。例えば、銅、銀、アルミニウムあるいはその混合物の金属紛体と、ガラス、セラミック成分の紛体と、有機溶剤とを混ぜてペースト状にしたものを、例えばスクリーン印刷により所望の形状のパターンに形成し、乾燥および焼成することで形成される。このようにして太陽電池が完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 3D, after the light receiving
以上説明してきたように、実施の形態1の太陽電池の製造方法によれば、固相拡散源を成膜および加熱して拡散層を形成し、固相拡散源を除去した後、電気的分離をおこなうため、加工をおこなった個所の絶縁性能が向上し、太陽電池のリーク電流を少なく出来る。また、受光面と裏面に目的とする不純物以外の、逆の導電型を形成する不純物の混入あるいは、汚染物質の混入が抑制され、キャリア寿命が長く光電変換効率の高い太陽電池が実現される。 As described above, according to the method of manufacturing the solar cell of the first embodiment, the solid phase diffusion source is formed and heated to form the diffusion layer, and after removing the solid phase diffusion source, electrical separation is performed. Therefore, the insulation performance of the processed part is improved and the leakage current of the solar cell can be reduced. In addition, mixing of impurities other than the target impurities on the light-receiving surface and the back surface, or contamination of contaminants forming an opposite conductivity type, is suppressed, and a solar cell with a long carrier life and high photoelectric conversion efficiency is realized.
また、固相拡散源のBSG膜2とシリコン酸化膜3の形成に際し、裏面1Bに回り込んでボロンを含む生成物が形成されても、拡散のために加熱する前に除去しているため、その後の加熱によっても裏面への不純物拡散を防止できる。
Further, when the
従って、受光面と裏面に目的とする不純物以外の、逆の導電型を形成する不純物の混入あるいは、汚染物質の混入が抑制され、キャリア寿命が長く光電変換効率の高い太陽電池を得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain a solar cell having a long carrier life and high photoelectric conversion efficiency by suppressing the mixing of impurities forming opposite conductivity types or contaminants other than the target impurity on the light receiving surface and the back surface. .
なお、スライスダメージの除去工程と、テクスチャの形成工程と、洗浄処理工程とは、実施の形態1の工程を説明するために用いた例であり、これらに限定されるものではなく、どのような工程が用いられてもよく、上記工程に制限されるものではない。同様に、裏面のn型拡散層14の形成工程と、pn接合の分離工程と、受光面反射防止膜15aと裏面絶縁膜15bの形成工程と、受光面電極16aと裏面電極16bの形成工程についても、どのような工程が用いられてもよく、上記工程に制限されるものではない。加えてn型拡散層14の形成工程から電極16の形成工程までは太陽電池として機能するのであれば適宜順序を入れ替えてもよく、記載の順序に制限されるものではない。
Note that the slice damage removing process, the texture forming process, and the cleaning process are examples used to describe the process of the first embodiment, and are not limited to these. A process may be used and is not limited to the above process. Similarly, the back surface n-
また、説明のためにn型単結晶シリコン基板1と、固相拡散源にBSG膜2と、裏面1Bにリン拡散によるn型拡散層14とを用いたが、かかる構成に制限されるものでもない。太陽電池として機能するのであれば、基板については、多結晶シリコン基板、シリコンカーバイドなど他のシリコン系結晶基板を用いてもよく、導電型についてもp型の基板を用いてもよい。さらに固相拡散源はPSG膜のようなn型の拡散層を形成する不純物を含むものを用いても良い。固相拡散源と逆面の拡散にはボロンのようなp型の拡散層を形成する不純物を用いてもよい。以上のように基板についても、受光面と裏面に形成する拡散層についても、p型、n型の何れを形成するか、および拡散層を形成する不純物元素は、適宜選択可能である。
Further, for the sake of explanation, the n-type single
実施の形態2.
実施の形態2にかかる太陽電池の製造方法は、実施の形態1に示した太陽電池の製造方法に対し、受光面側、裏面側の何れかまたは両方に、部分的な高濃度拡散層を形成する。裏面側の酸化膜除去工程とリン拡散工程を除き同一であるため、実施の形態1を参照することとして詳細な説明は省略する。
In the solar cell manufacturing method according to the second embodiment, a partial high-concentration diffusion layer is formed on either or both of the light-receiving surface side and the back surface side as compared with the solar cell manufacturing method shown in the first embodiment. To do. Since it is the same except for the oxide film removal step on the back side and the phosphorus diffusion step, detailed description is omitted as referring to the first embodiment.
図6は、実施の形態2にかかる太陽電池の製造方法に関し、熱処理からpn接合の分離工程までを示すフローチャートである。図7(a)および図7(b)は、n型の不純物拡散工程中のn型単結晶シリコン基板1の断面の変化を表す模式図である。以下、図6および図7を用いて説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing a process from the heat treatment to the pn junction separation process in the solar cell manufacturing method according to the second embodiment. FIG. 7A and FIG. 7B are schematic views showing changes in the cross section of the n-type single
実施の形態2にかかる太陽電池の製造方法では、p型拡散層7を形成するための熱処理工程であるステップS105を実施した後、連続して、図7(a)に示すように、固相拡散源の裏面側への成膜ステップS106a、熱処理工程である裏面拡散ステップS106bが実施される。ここでは、n型の導電型を示す不純物を高濃度、例えばリンを1×1020個/cm3以上含む拡散源17を裏面1Bのシリコン酸化膜8上に形成する。こののち、拡散源17形成後に、上記裏面拡散ステップS106bでは、n型単結晶シリコン基板1に実施の形態1の裏面拡散ステップS106と同様、POCl3ガス雰囲気中で熱処理が施される。拡散源17からの不純物拡散は例えば、800℃から1000℃の温度で実施される。In the method for manufacturing a solar cell according to the second embodiment, after performing step S105, which is a heat treatment step for forming the p-
拡散源直下には裏面1Bに形成されたシリコン酸化膜8が存在しているが、その厚さは5nmから10nmと薄く、また拡散源17の不純物濃度は高濃度であるため、n型拡散層の形成にその影響が及ぶことはない。この部分の拡散源17は、POCl3ガスの熱分解により形成されるリンシリケートガラス(PSG)膜より形成されており、拡散源17と接触しているn型単結晶シリコン基板1内には不純物が拡散し高濃度のn型拡散層18が形成される。拡散源17に覆われていない領域にはn型拡散層18よりも低濃度のn型拡散層20が形成される。Although the
そしてpn接合分離ステップS108を経て、図1に示した反射防止膜および裏面絶縁膜形成ステップS109、電極形成ステップS110が実施される。 Then, after the pn junction separation step S108, the antireflection film and back surface insulating film formation step S109 and the electrode formation step S110 shown in FIG. 1 are performed.
一方、拡散源17直下以外の領域のn型単結晶シリコン基板1は拡散源17から雰囲気中に脱離した不純物が付着するが、拡散源17自身の不純物濃度と比較すると濃度あるいは総量が低く、n型単結晶シリコン基板1の表面に形成された酸化膜を通過することができない。
On the other hand, the n-type single
したがって実施の形態2によれば、拡散層に2段階の濃度をもつ構造を形成することが出来る。両者の配分を適切にとると、拡散源17直下以外の領域はより低濃度に抑えることが出来るため、より高効率の太陽電池が実現される。
Therefore, according to the second embodiment, a structure having two levels of concentration can be formed in the diffusion layer. If the distribution of the two is appropriately performed, the region other than the region directly below the
以上のように、固相拡散源を形成する工程は、第2主面である裏面1Bに選択的に形成し、この拡散源17であるPSG膜からの拡散により、第1導電型であるn型拡散層20を形成する工程である。
As described above, the step of forming the solid phase diffusion source is selectively formed on the
実施の形態2によれば、裏面1Bの酸化膜除去工程を製造方法から除くことができるようになり、n型単結晶シリコン基板1に形成されるシリコン酸化膜8に影響を与えること無くn型不純物の拡散工程までを終了することができる。
According to the second embodiment, the oxide film removing step on the
なお、第1導電型の拡散層であるn型拡散層を形成する工程は、n型単結晶シリコン基板1の第2主面である裏面1Bに1×1020個/cm3以上の不純物を含む拡散源を形成するものである。この方法により、拡散源が接触している部位にシリコン酸化膜が存在していたとしても不純物拡散層を形成することができn型単結晶シリコン基板1の裏面1Bのシリコン酸化膜8を除去する工程を省略することができる。加えて太陽電池基板であるn型単結晶シリコン基板1の表面全域がシリコン酸化膜8で覆われたまま拡散源からの拡散が実施されるため、拡散源から雰囲気中に放出される不純物がn型単結晶シリコン基板1に付着したとしても基板内部に拡散されることがない。In the step of forming the n-type diffusion layer which is the first conductivity type diffusion layer, impurities of 1 × 10 20 / cm 3 or more are applied to the
以上のように、実施の形態2にかかる太陽電池の製造方法によれば、裏面の酸化膜除去工程が不要となるため、p型とn型の不純物が隣接するリークパスの形成が防止され、ダイオード特性の優れた太陽電池が実現される。 As described above, according to the method for manufacturing the solar cell according to the second embodiment, the step of removing the oxide film on the back surface is not required, so that the formation of a leak path in which p-type and n-type impurities are adjacent to each other can be prevented. A solar cell with excellent characteristics is realized.
実施の形態3.
BSG膜2およびシリコン酸化膜3の除去については、全て除去するのではなく、端面およびそのごく近傍のみを対象としてBSG膜2およびシリコン酸化膜3を除去するようにしてもよい。図8は、実施の形態3の太陽電池の製造方法を示すフローチャート、図9(a)から図9(d)は、実施の形態3の太陽電池の製造工程の要部を示す工程断面図である。
As for the removal of the
BSG膜2およびシリコン酸化膜3の除去については、後工程である反射防止膜または裏面絶縁膜の形成前に除去する必要があるため、実施の形態1に示した様に、BSG膜2およびシリコン酸化膜3全体を分離加工の前に除去する方法が最も簡便であり、生産性向上あるいは製造コスト低減には寄与し易い。しかしながら、分離加工前の除去が重要なのは、あくまで加工対象となる個所であり、具体的には端面およびそのごく近傍が対象となる。受光面1Aおよび裏面1Bの大半の部分は、分離加工前の除去は必要ではない。
Since the
そこで実施の形態3では、回転させながらエッチング液を滴下する方法により、端面およびそのごく近傍のみを対象としてBSG膜2およびシリコン酸化膜3を除去する。他の工程については、実施の形態1と同様である。
Therefore, in the third embodiment, the
POCl3ガス雰囲気で裏面拡散を行う裏面拡散ステップS106までは実施の形態1と同様に行い、図9(a)に示すように、裏面のn型拡散層14を形成する。図9(a)は実施の形態1の図2(d)に相当する。Up to the back surface diffusion step S106 in which the back surface diffusion is performed in the POCl 3 gas atmosphere is performed in the same manner as in the first embodiment, and the back surface n-
この後、端面の固相拡散源除去ステップS107Sを実施し、基板を回転させながらエッチング液を滴下する方法などにより、図9(b)に示すように、端面およびそのごく近傍のみを対象としてBSG膜2およびシリコン酸化膜3を除去する。
Thereafter, a solid phase diffusion source removal step S107S is performed on the end face, and the BSG is applied only to the end face and its immediate vicinity as shown in FIG. 9B by a method of dropping an etching solution while rotating the substrate. The
次いで、pn接合分離ステップS108を実施し、受光面および裏面両面の大半の部分に、残存しているBSG膜2およびシリコン酸化膜3を保護膜として端面エッチングを行い、図9(c)に示すように、基板端面のp型拡散層7を除去する。
Next, a pn junction separation step S108 is performed, and end face etching is performed on most portions of the light receiving surface and the back surface both surfaces using the remaining
そして、残存する固相拡散源除去ステップS107SSを実施し、図9(d)に示すように、残存するBSG膜2およびシリコン酸化膜3を除去する。このとき、表面および裏面のシリコン酸化膜8も除去する。これは実施の形態1における図3(c)に相当し、実施の形態1と同様に、反射防止膜15a、保護膜15b、受光面電極16a、裏面電極16bを形成し、太陽電池が完成する。
Then, the remaining solid phase diffusion source removal step S107SS is performed, and the remaining
上記構成により、受光面および裏面両面の大半の部分に残存させたBSG膜2およびシリコン酸化膜3は、分離加工の際の保護膜として活用することが出来る。これにより、太陽電池の特性も更に改善することが出来る。また、リーク電流を抑制することができる。
With the above configuration, the
実施の形態1から3では、熱処理工程後、形成した拡散層とは異なる導電型拡散層を形成する工程において、保護膜としてのシリコン酸化膜の一部を除去している。従って平易なガスによる不純物拡散を使用できるようになり、酸化膜除去部以外は膜が残存するため不純物が混入しリークパスが形成されるのを防止することができる。 In the first to third embodiments, after the heat treatment step, a part of the silicon oxide film as the protective film is removed in a step of forming a conductive type diffusion layer different from the formed diffusion layer. Accordingly, it becomes possible to use impurity diffusion by a simple gas, and since the film remains except for the oxide film removal portion, it is possible to prevent the entry of impurities and the formation of a leak path.
以上説明してきたように、実施の形態1から3では、固相拡散源となる、不純物を含む膜を成膜した後に、裏面側の拡散源を除去した後熱処理をおこなうことで裏面の生成物からの不純物拡散を防止するための製造工程を示すものである。具体的には熱処理の際に、通例の熱処理では窒素、アルゴンなどの不活性ガスを用いて処理を実施するところを、途中で、酸素を流入させた雰囲気中で熱処理を実施し、2段熱処理を実施する。酸素の供給は、固相拡散源の膜から不純物を拡散させる酸素を含まない雰囲気の熱処理の後に実施する。すなわち、炉投入後に触れる酸素によって基板裏面の生成物と基板界面に拡散バリアとしての酸化膜が形成され、酸素の供給が止められた中で成膜物から不純物拡散が実施され、成膜面のみに不純物が拡散される。そして熱処理工程の最後に流入させる酸素によって固相拡散源の成膜面にも酸化膜が形成され、続いて実施される別種の拡散に対してのバリアとしての機能が付加される。この方法によって成膜面にのみ不純物を拡散させることができる。 As described above, in the first to third embodiments, after forming a film containing an impurity serving as a solid phase diffusion source, the diffusion source on the back side is removed, and then the heat treatment is performed after removing the diffusion source on the back side. The manufacturing process for preventing the impurity diffusion from is shown. Specifically, in the case of the heat treatment, in the usual heat treatment, the treatment is performed using an inert gas such as nitrogen or argon, and the heat treatment is performed in an atmosphere in which oxygen is introduced in the middle of the heat treatment. To implement. The supply of oxygen is performed after a heat treatment in an atmosphere not containing oxygen for diffusing impurities from the film of the solid phase diffusion source. In other words, oxygen that touches the furnace after it is introduced into the furnace forms an oxide film as a diffusion barrier at the product and substrate interface on the backside of the substrate, and impurity diffusion is carried out from the film while the supply of oxygen is stopped. Impurities are diffused. An oxide film is also formed on the film-forming surface of the solid-phase diffusion source by oxygen introduced at the end of the heat treatment step, and a function as a barrier against another type of diffusion that is subsequently performed is added. By this method, impurities can be diffused only on the film formation surface.
なお、拡散工程後の酸化工程は、実施の形態1で図4を用いて説明したように、拡散のための熱処理工程の最後の必要時間だけ、酸素を導入することで実施してもよいし、熱処理工程後の降温工程で必要時間だけ、酸素を導入してもよい。また、拡散炉の温度を一旦常温まで降下させた後、酸化熱処理工程を実施してもよい。
Note that the oxidation step after the diffusion step may be performed by introducing oxygen only for the last necessary time of the heat treatment step for diffusion, as described in
また、実施の形態1から3において、不純物拡散をおこなうための熱処理工程における温度は、拡散すべき不純物の種類によって決定され、適宜変更可能である。また拡散雰囲気についても、不純物の種類により、拡散速度を制御するために、水素雰囲気などの還元性雰囲気とすることも可能であり、適宜調整可能である。 In the first to third embodiments, the temperature in the heat treatment process for performing impurity diffusion is determined by the type of the impurity to be diffused and can be changed as appropriate. Also, the diffusion atmosphere can be a reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere in order to control the diffusion rate depending on the type of impurities, and can be adjusted as appropriate.
また、実施の形態1から3では、半導体基板の第2主面すなわち裏面側にも半導体基板と同一導電型を有する第2の拡散層を形成する例について説明したが、第2の拡散層を形成しなくても良い。この場合は半導体基板と第1の拡散層とのpn分離に先立ち、固相拡散源を除去することになる。また、半導体基板としてn型単結晶シリコン基板を用いたが、p型単結晶シリコン基板をはじめ、p型およびn型多結晶シリコン基板など、他の結晶系シリコン基板あるいは、シリコンカーバイドなどのシリコン化合物をはじめとする化合物半導体を用いた拡散層の形成にも適用可能であることはいうまでもない。そして半導体基板の導電型に対応して第1および第2導電型の不純物もそれぞれ、決まることになるが、不純物の種類については、n型の不純物である、リン、ヒ素、p型の不純物である、ボロン、ガリウムの他にも通例の不純物が適用可能であることはいうまでもない。 In the first to third embodiments, the example in which the second diffusion layer having the same conductivity type as that of the semiconductor substrate is formed on the second main surface, that is, the back surface side of the semiconductor substrate has been described. It does not have to be formed. In this case, the solid phase diffusion source is removed prior to the pn separation between the semiconductor substrate and the first diffusion layer. In addition, although an n-type single crystal silicon substrate is used as a semiconductor substrate, other crystalline silicon substrates such as p-type single crystal silicon substrates, p-type and n-type polycrystalline silicon substrates, or silicon compounds such as silicon carbide. Needless to say, the present invention can also be applied to the formation of a diffusion layer using a compound semiconductor including the above. The impurities of the first and second conductivity types are determined in accordance with the conductivity type of the semiconductor substrate. The types of impurities are n-type impurities such as phosphorus, arsenic, and p-type impurities. Needless to say, usual impurities other than boron and gallium are applicable.
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更をおこなうことができる。これら実施の形態およびその変形は、発明の範囲に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope of the invention, and also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 n型単結晶シリコン基板、1A 受光面、1B 裏面、2 BSG膜、3 シリコン酸化膜、4 ボロン含有生成物、5 酸化シリコン含有生成物、7 p型拡散層、8 シリコン酸化膜、14 n型拡散層、15a 受光面反射防止膜、15b 裏面絶縁膜、16 電極、16a 受光面電極、16b 裏面電極、17 拡散源、18 n型拡散層、20 低濃度のn型拡散層。 1 n-type single crystal silicon substrate, 1A light-receiving surface, 1B back surface, 2 BSG film, 3 silicon oxide film, 4 boron-containing product, 5 silicon oxide-containing product, 7 p-type diffusion layer, 8 silicon oxide film, 14 n Type diffusion layer, 15a light receiving surface antireflection film, 15b back surface insulating film, 16 electrodes, 16a light receiving surface electrode, 16b back surface electrode, 17 diffusion source, 18 n type diffusion layer, 20 low concentration n type diffusion layer.
本発明は、上述した課題を解決し、目的を達成するために、相対向する第1および第2主面を有する第1導電型の半導体基板の第1主面に固相拡散源と保護膜とを成膜する工程と、成膜する工程で第2主面に形成される生成物を除去する工程と、生成物の除去された半導体基板を加熱し、固相拡散源から、第1主面側に第2導電型の第1の拡散層を形成する工程と、半導体基板の第2主面に第1導電型を有する第2の拡散層を形成する工程と、固相拡散源と保護膜とを共に除去する工程と、第2の拡散層と第1の拡散層を電気的に分離する工程と、を含む。固相拡散源と保護膜とを共に除去する工程は、第2の拡散層と第1の拡散層を電気的に分離する工程より前に実施される。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a solid phase diffusion source and a protective film on a first main surface of a first conductivity type semiconductor substrate having first and second main surfaces facing each other. And the step of removing the product formed on the second main surface in the step of forming the film, and heating the semiconductor substrate from which the product has been removed, from the solid phase diffusion source, Forming a first diffusion layer of the second conductivity type on the surface side, forming a second diffusion layer having the first conductivity type on the second main surface of the semiconductor substrate, solid phase diffusion source and protection Removing both the film and electrically separating the second diffusion layer and the first diffusion layer. The step of removing both the solid phase diffusion source and the protective film is performed before the step of electrically separating the second diffusion layer and the first diffusion layer.
その後、反射防止膜形成および裏面絶縁膜形成ステップS109では、裏面1Bに、例えばプラズマCVDを用いて窒化シリコン膜15からなる裏面絶縁膜15bが形成される。なお、窒化シリコン膜とn型拡散層との間には、パッシベーション層が形成されても良い。この場合、パッシベーション層はシリコン酸化膜が望ましく、一般的な熱酸化の他、前述の様に水洗あるいはオゾン含有水の洗浄による酸化膜を用いても良い。
Thereafter, in the antireflection film formation and back surface insulating film forming step S109, the back
続いて、受光面1A側にも同様に、例えばプラズマCVDを用いた窒化シリコン膜15により、受光面反射防止膜15aを形成する。なお、受光面反射防止膜15aを構成する窒化シリコン膜15とn型拡散層14との間には、パッシベーション層が形成されても良い。
Subsequently, a light-receiving
そして、残存する固相拡散源除去ステップS107SSを実施し、図9(d)に示すように、残存するBSG膜2およびシリコン酸化膜3を除去する。このとき、表面および裏面のシリコン酸化膜8も除去する。これは実施の形態1における図3(c)に相当し、実施の形態1と同様に、反射防止膜15a、裏面絶縁膜15b、受光面電極16a、裏面電極16bを形成し、太陽電池が完成する。
Then, the remaining solid phase diffusion source removal step S107SS is performed, and the remaining
Claims (6)
前記成膜する工程で前記第2主面に形成される生成物を除去する工程と、
前記生成物の除去された前記半導体基板を加熱し、前記固相拡散源から、前記第1主面側に第2導電型の第1の拡散層を形成する工程と、
前記半導体基板の前記第2主面に第1導電型を有する第2の拡散層を形成する工程と、
前記固相拡散源を除去する工程と、
前記第2の拡散層と前記第1の拡散層とを電気的に分離する工程と、
を含み、
前記固相拡散源を除去する工程は、
前記第2の拡散層と前記第1の拡散層を電気的に分離する工程より前に実施されることを特徴とする太陽電池の製造方法。Forming a solid phase diffusion source on the first main surface of the first conductive type semiconductor substrate having first and second main surfaces facing each other;
Removing the product formed on the second main surface in the film forming step;
Heating the semiconductor substrate from which the product has been removed, and forming a first diffusion layer of a second conductivity type on the first main surface side from the solid phase diffusion source;
Forming a second diffusion layer having a first conductivity type on the second main surface of the semiconductor substrate;
Removing the solid phase diffusion source;
Electrically separating the second diffusion layer and the first diffusion layer;
Including
Removing the solid phase diffusion source comprises:
The method for manufacturing a solar cell, which is performed before the step of electrically separating the second diffusion layer and the first diffusion layer.
前記第1の拡散層を形成する工程に先だち、実施されることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の製造方法。The step of removing the back surface product includes:
The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the method is performed prior to the step of forming the first diffusion layer.
前記第1主面および第2主面を残し、前記半導体基板と前記第1の拡散層との側面を選択的に除去する工程であることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池の製造方法。Removing the solid phase diffusion source comprises:
3. The solar cell according to claim 1, wherein the solar cell is a step of selectively removing side surfaces of the semiconductor substrate and the first diffusion layer while leaving the first main surface and the second main surface. Manufacturing method.
前記固相拡散源と共に保護膜を成膜する工程を含み、
前記固相拡散源を除去する工程は、
前記固相拡散源と共に保護膜を除去する工程を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。The step of forming a film of the solid phase diffusion source includes:
Forming a protective film together with the solid phase diffusion source,
Removing the solid phase diffusion source comprises:
The method for manufacturing a solar cell according to any one of claims 1 to 3, further comprising a step of removing a protective film together with the solid phase diffusion source.
前記成膜する工程で前記第2主面に形成される生成物を除去する工程と、
前記生成物の除去された前記半導体基板を加熱し、前記固相拡散源から、前記半導体基板を加熱して前記第1主面側に第2導電型の第1の拡散層を形成する工程と、
前記固相拡散源を除去する工程と、
前記半導体基板と前記第1の拡散層を電気的に分離する工程と、
を含み、
前記固相拡散源を除去する工程は、
前記半導体基板と前記第1の拡散層を電気的に分離する工程より前に実施されることを特徴とする太陽電池の製造方法。Forming a solid phase diffusion source on the first main surface of the first conductive type semiconductor substrate having first and second main surfaces facing each other;
Removing the product formed on the second main surface in the film forming step;
Heating the semiconductor substrate from which the product has been removed, and heating the semiconductor substrate from the solid phase diffusion source to form a second diffusion layer of the second conductivity type on the first main surface side; ,
Removing the solid phase diffusion source;
Electrically separating the semiconductor substrate and the first diffusion layer;
Including
Removing the solid phase diffusion source comprises:
A method for manufacturing a solar cell, which is performed before the step of electrically separating the semiconductor substrate and the first diffusion layer.
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