JPWO2019176716A1 - Impurity diffusion composition, manufacturing method of semiconductor device using it, and manufacturing method of solar cell - Google Patents

Impurity diffusion composition, manufacturing method of semiconductor device using it, and manufacturing method of solar cell Download PDF

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Abstract

本発明は、塗布液の保存安定性に優れ、スクリーン印刷時の連続印刷性の向上と、半導体基板への均一な拡散とを可能とする不純物拡散組成物を提供することを目的とする。上記目的を達成するため、本発明の不純物拡散組成物は、(A)下記一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造を側鎖に含むポリマー(以下、(A)ポリマーと称する)、および(B)不純物拡散成分を含有する。【化1】(一般式(1)および(2)中、R1〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数1〜8の有機基を示す。a1は1〜4の整数を示し、a2およびa3はそれぞれ独立に0〜2の整数を示す。a2+a3は0〜3の整数を示す。*はポリマーとの結合部分を示す。)An object of the present invention is to provide an impurity diffusion composition which is excellent in storage stability of a coating liquid and enables continuous printability at the time of screen printing and uniform diffusion on a semiconductor substrate. In order to achieve the above object, the impurity diffusion composition of the present invention is (A) a polymer having at least one structure selected from the following general formulas (1) and (2) in the side chain (hereinafter, (A) polymer). ), And (B) contains an impurity diffusion component. (In the general formulas (1) and (2), R1 to R14 each independently represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 8 carbon atoms. A1 represents an integer of 1 to 4. a2 and a3 each independently indicate an integer of 0 to 2. a2 + a3 indicates an integer of 0 to 3. * Indicates a bonding portion with a polymer.)

Description

本発明は、半導体基板において不純物を拡散させるための不純物拡散組成物、それを用いた半導体素子の製造方法および太陽電池の製造方法に関する。 The present invention relates to an impurity diffusion composition for diffusing impurities in a semiconductor substrate, a method for manufacturing a semiconductor element using the same, and a method for manufacturing a solar cell.

現在、太陽電池の製造において、半導体基板中にp型またはn型の不純物拡散層を形成する場合には、基板上に拡散源を形成して熱拡散により半導体基板中に不純物を拡散させる方法が採られている。拡散源形成には、CVD法や液状の不純物拡散組成物の溶液塗布法が検討されているが、中でも溶液塗布法は、高価な設備を必要とせず、量産性にも優れていることから好適に用いられる。溶液塗布法によりp型不純物拡散層を形成する場合、通常、ホウ素化合物と、ポリビニルアルコール等の水酸基含有高分子化合物とを含有する塗布液を、スピンコート法やスクリーン印刷法を用いて半導体基板表面に塗布し、熱拡散させる(例えば、特許文献1参照)。 Currently, in the manufacture of solar cells, when a p-type or n-type impurity diffusion layer is formed in a semiconductor substrate, a method of forming a diffusion source on the substrate and diffusing impurities in the semiconductor substrate by thermal diffusion is used. It has been taken. A CVD method and a solution coating method of a liquid impurity diffusion composition have been studied for forming a diffusion source. Among them, the solution coating method is suitable because it does not require expensive equipment and is excellent in mass productivity. Used for. When a p-type impurity diffusion layer is formed by a solution coating method, a coating liquid containing a boron compound and a hydroxyl group-containing polymer compound such as polyvinyl alcohol is usually applied to the surface of a semiconductor substrate by a spin coating method or a screen printing method. (See, for example, Patent Document 1).

しかし、特許文献1に記載されているホウ素含有拡散組成物ではホウ素化合物を水酸基含有高分子化合物の水酸基で安定化させているため、ホウ素化合物を高濃度で含有させるためには水酸基を多く含むバインダー樹脂の使用が必要であった。そのような水酸基含有高分子化合物は有機溶媒への溶解性が悪いため、組成物中に水を多量に含有させる必要があったが、水は金属不純物を含有しやすく、太陽電池の性能を低下させてしまう。また水を大量に含むことによって、組成中の他の有機化合物の溶解性が低下し溶液の保存安定性が低下したり、スクリーン印刷時の連続印刷が困難である、といった課題があった。そこで、ポリビニルアルコール等の水酸基含有高分子化合物の代替として多価アルコールを添加した塗布液が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 However, in the boron-containing diffusion composition described in Patent Document 1, since the boron compound is stabilized by the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing polymer compound, a binder containing a large amount of hydroxyl groups is required to contain the boron compound at a high concentration. It was necessary to use resin. Since such a hydroxyl group-containing polymer compound has poor solubility in an organic solvent, it is necessary to contain a large amount of water in the composition. However, water tends to contain metal impurities, which deteriorates the performance of the solar cell. I will let you. Further, when a large amount of water is contained, there are problems that the solubility of other organic compounds in the composition is lowered, the storage stability of the solution is lowered, and continuous printing at the time of screen printing is difficult. Therefore, a coating liquid to which a polyhydric alcohol is added has been proposed as an alternative to a hydroxyl group-containing polymer compound such as polyvinyl alcohol (see, for example, Patent Document 2).

特開平9−181010号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-181010 特開2013−77804号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-77804

しかしながら、特許文献2に記載のような多価アルコールを添加した塗布液は、不純物の拡散均一性に劣るという課題があった。 However, the coating liquid to which the polyhydric alcohol is added as described in Patent Document 2 has a problem that the diffusion uniformity of impurities is inferior.

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、塗布液の保存安定性に優れ、スクリーン印刷時の連続印刷性の向上と、半導体基板への均一な拡散とを可能とする不純物拡散組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, has excellent storage stability of the coating liquid, and enables continuous printability at the time of screen printing and uniform diffusion on a semiconductor substrate. An object of the present invention is to provide an impurity diffusion composition.

上記課題を解決するため、本発明の不純物拡散組成物は以下の構成を有する。すなわち、本発明の不純物拡散組成物は、(A)下記一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造を側鎖に含むポリマー(以下、(A)ポリマーと称する)、および(B)不純物拡散成分を含有する。 In order to solve the above problems, the impurity diffusion composition of the present invention has the following constitution. That is, the impurity diffusion composition of the present invention comprises (A) a polymer having at least one structure selected from the following general formulas (1) and (2) in the side chain (hereinafter referred to as (A) polymer), and (B) Contains an impurity diffusion component.

Figure 2019176716
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一般式(1)および(2)中、R〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数1〜8の有機基を示す。aは1〜4の整数を示し、aおよびaはそれぞれ独立に0〜2の整数を示す。a+aは0〜3の整数を示す。*はポリマーとの結合部分を示す。In the general formulas (1) and (2), R 1 to R 14 each independently represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 8 carbon atoms. a 1 represents an integer of 1 to 4, and a 2 and a 3 independently represent an integer of 0 to 2. a 2 + a 3 indicates an integer from 0 to 3. * Indicates the bond with the polymer.

本発明によれば、保存安定性に優れ、スクリーン印刷時の連続印刷性の向上と、半導体基板への均一な拡散とを可能とする不純物拡散組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an impurity diffusion composition which is excellent in storage stability, can improve continuous printability at the time of screen printing, and can be uniformly diffused onto a semiconductor substrate.

本発明の第1の実施形態にかかる半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor element which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態にかかる半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor element which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態にかかる半導体素子の製造方法を用いた裏面接合型太陽電池の作製方法を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows the manufacturing method of the back surface bonding type solar cell using the manufacturing method of the semiconductor element which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態にかかる半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor element which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態にかかる半導体素子の製造方法を用いた両面発電型太陽電池の作製方法を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows the manufacturing method of the double-sided power generation type solar cell using the manufacturing method of the semiconductor element which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態にかかる半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor element which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の不純物拡散組成物を用いたバリア性評価の一例を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows an example of the barrier property evaluation using the impurity diffusion composition of this invention.

以下、本発明に係る不純物拡散組成物およびこれを用いた半導体素子の製造方法の好適な実施形態を、必要に応じて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施形態により限定されるものではない。 Hereinafter, a preferred embodiment of the impurity diffusion composition according to the present invention and a method for producing a semiconductor device using the same will be described in detail with reference to the drawings as necessary. The present invention is not limited to these embodiments.

本発明の不純物拡散組成物は、(A)一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造を側鎖に含むポリマー(以下、単に「(A)ポリマー」と称する場合がある)、および(B)不純物拡散成分を含有する。 The impurity diffusion composition of the present invention may be referred to as (A) a polymer containing at least one structure selected from the general formulas (1) and (2) in the side chain (hereinafter, simply referred to as "(A) polymer"). ), And (B) contains an impurity diffusion component.

Figure 2019176716
Figure 2019176716

一般式(1)および(2)中、R〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数1〜8の有機基を示す。aは1〜4の整数を示し、aおよびaはそれぞれ独立に0〜2の整数を示す。a+aは0〜3の整数を示す。*はポリマーとの結合部分を示す。In the general formulas (1) and (2), R 1 to R 14 each independently represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 8 carbon atoms. a 1 represents an integer of 1 to 4, and a 2 and a 3 independently represent an integer of 0 to 2. a 2 + a 3 indicates an integer from 0 to 3. * Indicates the bond with the polymer.

(A)ポリマー
本発明の不純物拡散組成物において、(A)ポリマーは、(B)不純物拡散成分と反応し、例えば錯体を形成することで、組成物の塗布時に均一な塗膜を形成することを可能とする成分である。これによって、半導体基板への不純物の均一な拡散を可能とする。
(A) Polymer In the impurity diffusion composition of the present invention, the polymer (A) reacts with the impurity diffusion component (B) to form a complex, for example, to form a uniform coating film when the composition is applied. It is an ingredient that makes it possible. This enables uniform diffusion of impurities on the semiconductor substrate.

また、(A)ポリマーと(B)不純物拡散成分との反応物は有機溶媒に可溶であるため、本発明の不純物拡散剤組成物は水を大量に含まなくともよい。そのため、太陽電池の性能低下を抑制しながら、塗布液の保存安定性に優れ、スクリーン印刷時の連続印刷性の向上と、半導体基板への均一な拡散を可能とする。 Further, since the reaction product of the polymer (A) and the impurity diffusion component (B) is soluble in an organic solvent, the impurity diffuser composition of the present invention does not have to contain a large amount of water. Therefore, it is possible to improve the storage stability of the coating liquid, improve the continuous printability at the time of screen printing, and uniformly diffuse the coating liquid on the semiconductor substrate while suppressing the deterioration of the performance of the solar cell.

なお、本発明におけるポリマーとはオリゴマーを含みうるものであり、具体的には重合度が2以上のものを指す。重合度としては2〜100が好ましく、5〜50がより好ましい。 The polymer in the present invention may contain an oligomer, and specifically refers to a polymer having a degree of polymerization of 2 or more. The degree of polymerization is preferably 2 to 100, more preferably 5 to 50.

本発明の不純物拡散組成物における(A)ポリマーの含有量は、塗布方法や求められる抵抗値により決められるが、不純物拡散組成物の全量に対して0.01〜50質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましい。 The content of the polymer (A) in the impurity diffusion composition of the present invention is determined by the coating method and the required resistance value, but is preferably 0.01 to 50% by mass with respect to the total amount of the impurity diffusion composition. 1 to 20% by mass is more preferable.

〜R14における炭素数1〜8の有機基としては、例えば炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられる。炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基は、無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。Examples of the organic group having 1 to 8 carbon atoms in R 1 to R 14 include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms may be an unsubstituted or substituted product, and can be selected according to the characteristics of the composition.

炭素数1〜6のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−メトキシ−n−プロピル基、グリシジル基、3−グリシドキシプロピル基、3−アミノプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−イソシアネートプロピル基等が挙げられるが、不純物拡散後の拡散組成物の剥離残渣を抑制する観点から、炭素素4以下のメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基が好ましい。 Specific examples of alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, trifluoromethyl group, 3, Examples thereof include 3,3-trifluoropropyl group, 3-methoxy-n-propyl group, glycidyl group, 3-glycidoxypropyl group, 3-aminopropyl group, 3-mercaptopropyl group and 3-isocyanuppropyl group. However, from the viewpoint of suppressing the peeling residue of the diffusion composition after the diffusion of impurities, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group and t-butyl group having 4 or less carbon elements are preferable.

炭素数1〜6のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基等が挙げられる。 Specific examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a t-butoxy group and the like.

(A)ポリマーとしては、(B)不純物拡散成分との錯体の形成性および形成した錯体の安定性の面から、シロキサンまたはアクリルからなるポリマーであることが好ましい。 The polymer (A) is preferably a polymer made of siloxane or acrylic from the viewpoint of (B) formability of a complex with an impurity diffusion component and stability of the formed complex.

(シロキサンからなるポリマー)
異種不純物に対するマスク性および不純物のアウトディフュージョン抑制の観点から、(A)ポリマーとしては、シロキサンからなるポリマーであることが好ましく、一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造と、一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造とをそれぞれ少なくとも1種以上含むシロキサンからなるポリマーであることがより好ましい。
(Polymer consisting of siloxane)
From the viewpoint of masking property against different kinds of impurities and suppression of outdiffusion of impurities, the polymer (A) is preferably a polymer composed of siloxane, and has a partial structure represented by any of the general formulas (3) and (4). , A polymer composed of a siloxane containing at least one of the partial structures represented by any of the general formulas (5) and (6) is more preferable.

Figure 2019176716
Figure 2019176716

15は炭素数1〜8のアルキレン基を示す。R16は水酸基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜6のアシル基のいずれかを示す。R17およびR18は水酸基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。Xは一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造を示す。また、前記シロキサン構造中における一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造が占める割合は5〜100モル%未満である。R 15 represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. R 16 represents any one of a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 6 carbon atoms. R 17 and R 18 have a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and 6 to 15 carbon atoms. Represents any of the aryl groups. X represents at least one structure selected from the general formulas (1) and (2). Further, the proportion of the partial structure represented by any of the general formulas (3) and (4) in the siloxane structure is less than 5 to 100 mol%.

シロキサン構造中における一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造が占める割合を5%以上にすることで、一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造と(B)不純物拡散成分とが十分に錯体を形成し、不純物の拡散性がより向上する。 At least one structure selected from the general formulas (1) and (2) by making the proportion of the partial structure represented by any of the general formulas (3) and (4) in the siloxane structure 5% or more. And (B) the impurity diffusing component sufficiently form a complex, and the diffusibility of the impurity is further improved.

更に、R17が炭素数6〜15のアリール基であり、上記シロキサン構造中における一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造が占める割合が5〜95モル%であることが、異種不純物に対するマスク性および不純物のアウトディフュージョン抑制の観点から、より好ましく、熱拡散後の拡散剤およびマスクの剥離性の観点から10〜90モル%であることがさらに好ましい。Further, R 17 is an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the proportion of the partial structure represented by any of the general formulas (5) and (6) in the siloxane structure is 5 to 95 mol%. However, it is more preferable from the viewpoint of masking property against different kinds of impurities and suppression of outdiffusion of impurities, and further preferably 10 to 90 mol% from the viewpoint of peelability of the diffusing agent and the mask after thermal diffusion.

シロキサン構造中における一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造が占める割合を5モル%以上にすることで、シロキサン骨格同士の架橋密度が高くなりすぎず、厚膜でもクラックがより抑制される。これにより、焼成、熱拡散工程でクラックが入りにくくなるため、不純物拡散の安定性を向上させることができる。また、不純物の熱拡散後にその不純物拡散層を他の不純物拡散剤に対するマスクとして活用することができる。マスク性を持たせるには拡散後の膜厚が大きいほうがよく、厚膜でもクラックが入りにくい本発明の不純物拡散組成物が好適に利用できる。また増粘剤等の熱分解成分が添加された組成物においても、シロキサンのリフロー効果により、熱分解により生成した空孔を埋めることが可能となり、空孔の少ない緻密な膜を形成することができる。従って、拡散時の雰囲気に影響されにくく、また他の不純物に対する高いマスク性が得られる。 By setting the proportion of the partial structure represented by any of the general formulas (5) and (6) in the siloxane structure to 5 mol% or more, the crosslink density between the siloxane skeletons does not become too high, and even a thick film cracks. Is more suppressed. As a result, cracks are less likely to occur in the firing and heat diffusion steps, so that the stability of impurity diffusion can be improved. Further, after the heat diffusion of impurities, the impurity diffusion layer can be used as a mask for other impurity diffusers. In order to have masking properties, it is better that the film thickness after diffusion is large, and the impurity diffusion composition of the present invention, which is less likely to crack even in a thick film, can be preferably used. Further, even in a composition to which a thermal decomposition component such as a thickener is added, the reflow effect of siloxane makes it possible to fill the pores generated by the thermal decomposition, and it is possible to form a dense film with few pores. it can. Therefore, it is not easily affected by the atmosphere at the time of diffusion, and a high masking property against other impurities can be obtained.

一方、シロキサン構造中における一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造が占める割合を95モル%以下とすることによって、不純物拡散後の拡散組成物の剥離残渣をなくすことが可能となる。残渣は有機物が完全に分解・揮発せずに残った炭化物であると考えられ、ドーピング性を阻害するだけでなく、後に形成する電極とのコンタクト抵抗を上昇させ、太陽電池の効率を低下させる原因となる。 On the other hand, by setting the proportion of the partial structure represented by any of the general formulas (5) and (6) in the siloxane structure to 95 mol% or less, it is possible to eliminate the peeling residue of the diffusion composition after impurity diffusion. It will be possible. The residue is considered to be a carbide that remains without completely decomposing and volatilizing the organic matter, which not only inhibits the doping property but also increases the contact resistance with the electrode formed later, which causes the efficiency of the solar cell to decrease. It becomes.

シロキサン構造中における一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造が占める割合は、例えば、ポリシロキサンの29Si−NMRスペクトルを測定し、Xが結合したSiのピーク面積とXが結合していないSiのピーク面積の比から求めることができる。The proportion of the partial structure represented by any of the general formulas (3) and (4) in the siloxane structure is determined by, for example, measuring the 29 Si-NMR spectrum of polysiloxane, and the peak area of Si to which X is bonded and X. It can be obtained from the ratio of the peak areas of Si to which is not bonded.

シロキサン構造中における一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造が占める割合は、例えば、ポリシロキサンの29Si−NMRスペクトルを測定し、アリール基が結合したSiのピーク面積とアリール基が結合していないSiのピーク面積の比から求めることができる。The proportion of the partial structure represented by any of the general formulas (5) and (6) in the siloxane structure is, for example, the peak area of Si to which the aryl group is bonded by measuring the 29 Si-NMR spectrum of polysiloxane. It can be obtained from the ratio of the peak areas of Si to which the aryl group is not bonded.

15における炭素数1〜8のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基等が挙げられる。Examples of the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in R 15 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group and the like.

17、R18における炭素数6〜15のアリール基は無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。炭素数6〜15のアリール基の具体例としては、フェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、p−スチリル基、p−メトキシフェニル基、ナフチル基が挙げられるが、特にフェニル基、p−トリル基、m−トリル基が好ましい。The aryl group having 6 to 15 carbon atoms in R 17 and R 18 may be an unsubstituted or substituted product, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of aryl groups having 6 to 15 carbon atoms include phenyl group, p-tolyl group, m-tolyl group, o-tolyl group, p-hydroxyphenyl group, p-styryl group, p-methoxyphenyl group and naphthyl. Examples thereof include a phenyl group, a p-tolyl group, and an m-tolyl group.

16、R17、R18における炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜6のアシルオキシ基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。Alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms, and acyloxy groups having 2 to 6 carbon atoms in R 16 , R 17 , and R 18 are all unsubstituted. , Substituents may be used, and can be selected according to the characteristics of the composition.

炭素数1〜6のアルキル基および炭素数1〜6のアルコキシ基の具体例としては、R〜R14におけるものと同じものが挙げられる。Specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include the same as those in R 1 to R 14 .

炭素数2〜10のアルケニル基の具体例としては、ビニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基、1,3−ブタンジエニル基、3−メトキシ−1−プロペニル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基等が挙げられるが、不純物拡散後の拡散組成物の剥離残渣を抑制する観点から、炭素数4以下のビニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基、1,3−ブタンジエニル基、3−メトキシ−1−プロペニル基が特に好ましい。 Specific examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include a vinyl group, a 1-propenyl group, a 1-butenyl group, a 2-methyl-1-propenyl group, a 1,3-butandienyl group, and a 3-methoxy-1-propenyl. Groups, 3-acryloxypropyl group, 3-methacryloxypropyl group and the like can be mentioned, but from the viewpoint of suppressing the peeling residue of the diffusion composition after impurity diffusion, a vinyl group having 4 or less carbon atoms, a 1-propenyl group, etc. A 1-butenyl group, a 2-methyl-1-propenyl group, a 1,3-butandienyl group and a 3-methoxy-1-propenyl group are particularly preferable.

炭素数2〜6のアシルオキシ基の具体例としては、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、アクリロイルオキシ基等が挙げられる。 Specific examples of the acyloxy group having 2 to 6 carbon atoms include an acetoxy group, a propionyloxy group, an acryloyloxy group and the like.

一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造のR15、R16およびXを有するユニットの原料となるオルガノシランの具体例としては、TMSOX(トリメトキシシリルオキセタン、東亞合成(株))、TESOX(トリエトキシシリルオキセタン、東亞合成(株))が好ましい。As a specific example of organosilane which is a raw material of a unit having R 15 , R 16 and X having a partial structure represented by any of the general formulas (3) and (4), TMSOX (trimethoxysilyloxetane, Toagosei) Co., Ltd.), TESOX (triethoxysilyloxetane, Toagosei Co., Ltd.) are preferable.

一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造のR17、R18を有するユニットの原料となるオルガノシランの具体例としては、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、p−トリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−メトキシフェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、1−ナフチルトリメトキシシラン、2−ナフチルトリメトキシシラン、1−ナフチルトリエトキシシラン、2−ナフチルトリエトキシシランが好ましく、中でも、フェニルトリメトキシシラン、p−トリルトリメトキシシラン、p−メトキシフェニルトリメトキシシランが特に好ましい。Specific examples of the organosilane as a raw material of the unit having the partial structures R 17 and R 18 represented by the general formulas (5) and (6) include phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, and p-. Hydroxyphenyltrimethoxysilane, p-tolyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, p-methoxyphenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, 1-naphthyltrimethoxysilane, 2-naphthyltrimethoxysilane , 1-naphthylriethoxysilane and 2-naphthylriethoxysilane are preferable, and phenyltrimethoxysilane, p-tolyltrimethoxysilane, and p-methoxyphenyltrimethoxysilane are particularly preferable.

一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造と、一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造とをそれぞれ少なくとも1種以上含むシロキサンからなるポリマーは、オルガノシラン化合物を加水分解した後、該加水分解物を溶媒の存在下、あるいは無溶媒で縮合反応させることによって得ることができる。 A polymer composed of a siloxane containing at least one of a partial structure represented by any of the general formulas (3) and (4) and a partial structure represented by any of the general formulas (5) and (6) is a polymer. It can be obtained by hydrolyzing an organosilane compound and then subjecting the hydrolyzate to a condensation reaction in the presence of a solvent or in the absence of a solvent.

また上記反応中に、原料となるオルガノシラン中のオキセタン構造が開環することによって一般式(1)または(2)の構造を発現させることができる。これによって、一般式(1)または(2)の構造と(B)不純物拡散成分が十分に錯体を形成し、良好な拡散性を得ることができる。オキセタンの開環率としては、5%以上が好ましい。 Further, during the above reaction, the structure of the general formula (1) or (2) can be expressed by opening the ring of the oxetane structure in the organosilane as a raw material. As a result, the structure of the general formula (1) or (2) and the impurity diffusion component (B) sufficiently form a complex, and good diffusibility can be obtained. The ring-opening rate of oxetane is preferably 5% or more.

加水分解反応の各種条件、例えば酸触媒の含有量、反応温度、反応時間などは、反応スケール、反応容器の大きさ、形状などを考慮して適宜設定することができるが、例えば、溶媒中、オルガノシラン化合物に酸触媒および水を1〜180分かけて添加した後、20℃〜110℃で1〜180分反応させることが好ましい。このような条件で加水分解反応を行うことにより、急激な反応を抑制することができる。反応温度は、より好ましくは30〜130℃である。 Various conditions of the hydrolysis reaction, for example, the content of the acid catalyst, the reaction temperature, the reaction time, etc. can be appropriately set in consideration of the reaction scale, the size, the shape of the reaction vessel, etc., but for example, in a solvent, It is preferable to add an acid catalyst and water to the organosilane compound over 1 to 180 minutes and then react at 20 ° C. to 110 ° C. for 1 to 180 minutes. By carrying out the hydrolysis reaction under such conditions, a rapid reaction can be suppressed. The reaction temperature is more preferably 30 to 130 ° C.

加水分解反応は、酸触媒の存在下で行うことが好ましい。酸触媒としては、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸などのハロゲン化水素系無機酸、硫酸、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロリン酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、ホウ酸、テトラフルオロホウ酸、クロム酸などのその他無機酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などのスルホン酸、酢酸、クエン酸、蟻酸、グルコン酸、乳酸、シュウ酸、酒石酸、ピルビン酸、クエン酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸などのカルボン酸を例示することができる。本発明において、酸触媒はドーピング性の観点からケイ素、水素、炭素、酸素、窒素、リン以外の原子を極力含まないことが好ましく、リン酸、ギ酸、酢酸、各種カルボン酸の酸触媒を用いることが好ましい。なかでもリン酸が好ましい。 The hydrolysis reaction is preferably carried out in the presence of an acid catalyst. Acid catalysts include hydrogen halide-based inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, and hydroiodic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, hexafluorophosphate, hexafluoroantimonic acid, boric acid, and tetrafluoroboric acid. Other inorganic acids such as chromic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, sulfonic acid such as trifluoromethanesulfonic acid, acetic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, lactic acid, oxalic acid, Carous acids such as tartrate acid, pyruvate, citric acid, succinic acid, fumaric acid and malic acid can be exemplified. In the present invention, the acid catalyst preferably contains atoms other than silicon, hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen, and phosphorus as much as possible from the viewpoint of doping property, and acid catalysts of phosphoric acid, formic acid, acetic acid, and various carboxylic acids are used. Is preferable. Of these, phosphoric acid is preferable.

酸触媒の好ましい含有量は、加水分解反応時に使用される全オルガノシラン化合物100重量部に対して、好ましくは0.1重量部〜5重量部である。酸触媒の量を上記範囲とすることで、加水分解反応が必要かつ十分に進行するよう容易に制御できる。 The preferable content of the acid catalyst is preferably 0.1 part by weight to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total organosilane compound used in the hydrolysis reaction. By setting the amount of the acid catalyst in the above range, the hydrolysis reaction can be easily controlled so as to proceed sufficiently and sufficiently.

オルガノシラン化合物の加水分解反応および該加水分解物の縮合反応に用いられる溶媒は、特に限定されず、樹脂組成物の安定性、塗れ性、揮発性などを考慮して適宜選択できる。また、溶媒を2種以上組み合わせてもよいし、無溶媒で反応を行ってもよい。 The solvent used for the hydrolysis reaction of the organosilane compound and the condensation reaction of the hydrolyzate is not particularly limited, and can be appropriately selected in consideration of the stability, coatability, volatility and the like of the resin composition. Further, two or more kinds of solvents may be combined, or the reaction may be carried out without a solvent.

本発明においては、溶解性、印刷性の点からジエチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、ジアセトンアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ブチルジグリコールアセテート、アセト酢酸エチル、N−メチル−2−ピロリドン、N、N−ジメチルイミダゾリジノン、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、ジイソブチルケトン、プロピレングリコールt−ブチルエーテル、プロピレングリコールn−ブチルエーテルを好ましく例示することができる。 In the present invention, from the viewpoint of solubility and printability, diethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, diacetone alcohol, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy. -3-Methyl-1-butanol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol-n-butyl ether, γ-butyrolactone, diethylene glycol monoethyl ether acetate, butyl diglycol acetate, ethyl acetoacetate, N-methyl-2-pyrrolidone, Preferable examples include N, N-dimethylimidazolidinone, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,3-butylene glycol diacetate, diisobutyl ketone, propylene glycol t-butyl ether, and propylene glycol n-butyl ether.

加水分解反応によって溶媒が生成する場合には、無溶媒で加水分解させることも可能である。反応終了後に、さらに溶媒を添加することにより、樹脂組成物として適切な濃度に調整することも好ましい。また、目的に応じて加水分解後に、生成アルコールなどを加熱および/または減圧下にて適量を留出、除去し、その後好適な溶媒を添加してもよい。 When a solvent is produced by the hydrolysis reaction, it can be hydrolyzed without a solvent. After completion of the reaction, it is also preferable to adjust the concentration to an appropriate level as the resin composition by further adding a solvent. Further, depending on the purpose, after hydrolysis, an appropriate amount of the produced alcohol or the like may be distilled off and removed under heating and / or reduced pressure, and then a suitable solvent may be added.

加水分解反応時に使用する溶媒の量は、全オルガノシラン化合物100重量部に対して80重量部以上、500重量部以下が好ましい。溶媒の量を上記範囲とすることで、加水分解反応が必要かつ十分に進行するよう容易に制御できる。また、加水分解反応に用いる水は、イオン交換水が好ましい。水の量は任意に選択可能であるが、Si原子1モルに対して、1.0〜4.0モルの範囲で用いることが好ましい。 The amount of the solvent used in the hydrolysis reaction is preferably 80 parts by weight or more and 500 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total organosilane compound. By setting the amount of the solvent in the above range, the hydrolysis reaction can be easily controlled so as to proceed sufficiently and sufficiently. The water used for the hydrolysis reaction is preferably ion-exchanged water. The amount of water can be arbitrarily selected, but it is preferably used in the range of 1.0 to 4.0 mol per 1 mol of Si atom.

(アクリルからなるポリマー)
(A)ポリマーとしては、一般式(7)で示される部分構造と、一般式(8)で示される部分構造とをそれぞれ含むアクリルからなるポリマーも好ましい。
(Polymer made of acrylic)
As the polymer (A), a polymer made of acrylic containing a partial structure represented by the general formula (7) and a partial structure represented by the general formula (8) is also preferable.

Figure 2019176716
Figure 2019176716

19およびR21は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のフルオロアルキル基のいずれかを示す。R20は、炭素数1〜8のアルキレン基を示す。R22は、炭素数1〜4のアルキル基を示す。Xは一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造を示す。aおよびaは0または1の整数を示し、aおよびaの少なくとも一方は1である。また、上記アクリル構造における一般式(7)で示される部分構造が占める割合は5〜100モル%未満である。R 19 and R 21 each independently represent either a hydrogen atom, a halogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 20 represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. R 22 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. X represents at least one structure selected from the general formulas (1) and (2). a 4 and a 5 represent an integer of 0 or 1, and at least one of a 4 and a 5 is 1. Further, the proportion of the partial structure represented by the general formula (7) in the acrylic structure is less than 5 to 100 mol%.

アクリル構造中における一般式(7)で示される部分構造が占める割合を5モル%以上にすることで、一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造と(B)不純物拡散成分とが十分に錯体を形成し、(B)不純物拡散成分の拡散性がより向上する。 By setting the proportion of the partial structure represented by the general formula (7) in the acrylic structure to 5 mol% or more, at least one structure selected from the general formulas (1) and (2) and (B) impurity diffusion. The components sufficiently form a complex, and the diffusibility of the (B) impurity diffusing component is further improved.

19およびR21における炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数1〜4のフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。R20における炭素数1〜8のアルキレン基としては、メチレンメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基等が挙げられる。R22における炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R 19 and R 21 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a t-butyl group and the like. Examples of the fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a trifluoromethyl group and a 3,3,3-trifluoropropyl group. Examples of the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in R 20 include a methylene methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group and the like. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R 22 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a t-butyl group and the like.

一般式(7)で示される部分構造のR19、R20およびXを有するユニットの原料となるアクリルモノマーの具体例としては、(3−エチルオキセタンー3−イル)メチルアクリレート(大阪有機化学工業(株))が挙げられる。一般式(8)で示される部分構造のR21およびR22を有するユニットの原料となるアクリルモノマーの具体例としては、アクリル酸が挙げられる。ラジカル重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリルが挙げられる。溶媒は、特に限定されず、樹脂組成物の安定性、塗れ性、揮発性などを考慮して適宜選択できる。また、溶媒を2種以上組み合わせてもよいし、無溶媒で反応を行ってもよい。溶媒の具体例としては、前記シロキサン重合と同様のもの挙げられる。Specific examples of the acrylic monomer used as a raw material for the unit having the partial structures R 19 , R 20 and X represented by the general formula (7) are (3-ethyloxetane-3-yl) methyl acrylate (Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.). Co., Ltd.). Specific examples of the acrylic monomer used as a raw material for the unit having R 21 and R 22 having a partial structure represented by the general formula (8) include acrylic acid. Examples of the radical polymerization initiator include azobisisobutyronitrile. The solvent is not particularly limited and can be appropriately selected in consideration of the stability, coatability, volatility and the like of the resin composition. Further, two or more kinds of solvents may be combined, or the reaction may be carried out without a solvent. Specific examples of the solvent include those similar to the siloxane polymerization.

(B)不純物拡散成分
本発明の不純物拡散組成物において、(B)不純物拡散成分は、半導体基板中に不純物拡散層を形成するための成分である。
(B) Impurity Diffusion Component In the impurity diffusion composition of the present invention, the (B) impurity diffusion component is a component for forming an impurity diffusion layer in a semiconductor substrate.

p型の不純物拡散成分としては、13属の元素を含む化合物であることが好ましく、中でもホウ素化合物であることが好ましい。 The p-type impurity diffusion component is preferably a compound containing elements of the 13 genera, and more preferably a boron compound.

ホウ素化合物としては、ホウ酸、三酸化二ホウ素、メチルボロン酸、フェニルボロン酸、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸トリブチル、ホウ酸トリオクチル、ホウ酸トリフェニル等を挙げることができる。 Examples of the boron compound include boric acid, diboron trioxide, methylboronic acid, phenylboronic acid, trimethyl borate, triethyl borate, tripropyl borate, tributyl borate, trioctyl borate, and triphenyl borate. it can.

n型の不純物拡散成分としては、15族の元素を含む化合物であることが好ましく、中でもリン化合物であることが好ましい。 The n-type impurity diffusion component is preferably a compound containing a Group 15 element, and more preferably a phosphorus compound.

リン化合物としては、五酸化二リン、リン酸、ポリリン酸、リン酸メチル、リン酸ジメチル、リン酸トリメチル、リン酸エチル、リン酸ジエチル、リン酸トリエチル、リン酸プロピル、リン酸ジプロピル、リン酸トリプロピル、リン酸ブチル、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、リン酸フェニル、リン酸ジフェニル、リン酸トリフェニルなどのリン酸エステルや、亜リン酸メチル、亜リン酸ジメチル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸エチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸プロピル、亜リン酸ジプロピル、亜リン酸トリプロピル、亜リン酸ブチル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸トリブチル、亜リン酸フェニル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸トリフェニルなどの亜リン酸エステルなどが例示される。なかでもドーピング性の点から、リン酸、五酸化二リンまたはポリリン酸が好ましい。 Phosphoric compounds include diphosphoric pentoxide, phosphoric acid, polyphosphoric acid, methyl phosphate, dimethyl phosphate, trimethyl phosphate, ethyl phosphate, diethyl phosphate, triethyl phosphate, propyl phosphate, dipropyl phosphate, and phosphoric acid. Phosphate esters such as tripropyl, butyl phosphate, dibutyl phosphate, tributyl phosphate, phenyl phosphate, diphenyl phosphate, triphenyl phosphate, methyl phosphite, dimethyl phosphite, trimethyl borophosphate, sub Ethyl phosphate, diethyl phosphite, triethyl phosphite, propyl phosphite, dipropyl phosphite, tripropyl phosphite, butyl phosphite, dibutyl phosphite, tributyl phosphite, phenyl phosphite, Examples thereof include phosphite esters such as diphenyl phosphite and triphenyl phosphite. Of these, phosphoric acid, diphosphorus pentoxide or polyphosphoric acid is preferable from the viewpoint of doping property.

不純物拡散組成物中に含まれる(B)不純物拡散成分の量は、半導体基板に求められる抵抗値により任意に決めることができるが、不純物拡散組成物の全量に対して0.1〜10質量%が好ましい。 The amount of the (B) impurity diffusion component contained in the impurity diffusion composition can be arbitrarily determined by the resistance value required for the semiconductor substrate, but is 0.1 to 10% by mass with respect to the total amount of the impurity diffusion composition. Is preferable.

(C)溶媒
本発明の不純物拡散組成物は、溶媒を含むことが好ましい。溶媒は特に制限なく用いることができるが、スクリーン印刷法やスピンコート印刷法などを利用する場合の印刷性をより向上させる観点から、沸点が100℃以上の溶媒であることが好ましい。沸点が100℃以上であると、例えば、スクリーン印刷法で用いられる印刷版に不純物拡散組成物を印刷した際に、不純物拡散組成物が印刷版上で乾燥し固着することを抑制できる。沸点が100℃以上の溶媒の含有量は、溶媒の全量に対して20重量%以上であることが好ましい。
(C) Solvent The impurity diffusion composition of the present invention preferably contains a solvent. The solvent can be used without particular limitation, but a solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher is preferable from the viewpoint of further improving printability when a screen printing method, a spin coating printing method, or the like is used. When the boiling point is 100 ° C. or higher, for example, when the impurity diffusion composition is printed on the printing plate used in the screen printing method, it is possible to prevent the impurity diffusion composition from drying and sticking on the printing plate. The content of the solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher is preferably 20% by weight or more based on the total amount of the solvent.

(D)界面活性剤
本発明の不純物拡散組成物は、界面活性剤を含有しても良い。界面活性剤を含有することで、塗布ムラが改善し、より均一な塗布膜が得られる。界面活性剤としてはフッ素系界面活性剤や、シリコーン系界面活性剤が好ましく用いられる。界面活性剤の含有量は、添加する場合、不純物拡散組成物中0.0001〜1重量%とするのが好ましい。
(D) Surfactant The impurity diffusion composition of the present invention may contain a surfactant. By containing a surfactant, uneven coating is improved and a more uniform coating film can be obtained. As the surfactant, a fluorine-based surfactant or a silicone-based surfactant is preferably used. When added, the content of the surfactant is preferably 0.0001 to 1% by weight in the impurity diffusion composition.

(E)増粘剤
本発明の不純物拡散組成物は、粘度調整のために増粘剤を含有することが好ましい。これにより、スクリーン印刷などの印刷法でより精密なパターンで塗布することができる。
増粘剤は緻密膜形成や残渣低減の点から、90%熱分解温度が400℃以下であることが好ましい。具体的には、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレンオキシド、アクリル酸エステル系樹脂が好ましく、中でも、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、アクリル酸エステル系樹脂が好ましい。保存安定性の点から、アクリル酸エステル系樹脂が特に好ましい。ここで、90%熱分解温度とは、増粘剤の重量が熱分解により90%減少する温度である。熱分解温度は、熱重量測定装置(TGA)などを用いて測定することができる。
(E) Thickener The impurity diffusion composition of the present invention preferably contains a thickener for adjusting the viscosity. As a result, it is possible to apply a more precise pattern by a printing method such as screen printing.
The thickener preferably has a 90% thermal decomposition temperature of 400 ° C. or lower from the viewpoint of forming a dense film and reducing residues. Specifically, polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol, polypropylene oxide, and acrylic acid ester-based resins are preferable, and polyethylene oxide, polypropylene oxide, and acrylic acid ester-based resins are particularly preferable. From the viewpoint of storage stability, acrylic ester-based resins are particularly preferable. Here, the 90% thermal decomposition temperature is a temperature at which the weight of the thickener is reduced by 90% due to thermal decomposition. The thermal decomposition temperature can be measured using a thermogravimetric analyzer (TGA) or the like.

これら増粘剤の含有量は、不純物拡散組成物中3重量%以上20重量%以下が好ましい。この範囲であることにより、十分な粘度調整効果が得られやすくなると同時に、より緻密な膜形成が可能になる。 The content of these thickeners is preferably 3% by weight or more and 20% by weight or less in the impurity diffusion composition. Within this range, a sufficient viscosity adjusting effect can be easily obtained, and at the same time, a more dense film can be formed.

(F)チクソ剤
本発明の不純物拡散組成物は、スクリーン印刷性の点から、チクソ性を付与するチクソ剤を含有することが好ましい。ここで、チクソ性を付与するとは、低せん断応力時の粘度(η)と高せん断応力時の粘度(η)の比(η/η)を大きくすることである。チクソ剤を含有することでスクリーン印刷のパターン精度を、より高めることができる。それは以下のような理由による。チクソ剤を含有する不純物拡散組成物は、高せん断応力時には粘度が低いため、スクリーン印刷時にスクリーンの目詰まりが起こりにくく、低せん断応力時には粘度が高いため、印刷直後の滲みやパターン線幅の太りが起きにくくなる。
(F) Impurity Diffusion Composition The impurity diffusion composition of the present invention preferably contains a tix agent that imparts tix property from the viewpoint of screen printability. Here, imparting the thixo property means increasing the ratio (η 1 / η 2 ) of the viscosity (η 1 ) at the time of low shear stress and the viscosity (η 2 ) at the time of high shear stress. The pattern accuracy of screen printing can be further improved by containing the thixogen. The reason is as follows. Since the impurity diffusion composition containing a thixogen has a low viscosity at high shear stress, clogging of the screen is unlikely to occur during screen printing, and the viscosity is high at low shear stress, so that bleeding immediately after printing and thickening of the pattern line width occur. Is less likely to occur.

また、上記増粘剤と組み合わせて使用することがより好ましく、より高い効果を得ることができる。 Further, it is more preferable to use it in combination with the above-mentioned thickener, and a higher effect can be obtained.

本発明の不純物拡散組成物の粘度に制限はなく、印刷法、膜厚に応じて適宜変更することができる。ここで例えば好ましい印刷形態の一つであるスクリーン印刷方式の場合、拡散組成物の粘度は5,000mPa・s以上であることが好ましい。印刷パターンのにじみを抑制し良好なパターンを得ることができるからである。さらに好ましい粘度は10,000mPa・s以上である。上限は特にないが保存安定性や取り扱い性の観点から100,000mPa・s以下が好ましい。 The viscosity of the impurity diffusion composition of the present invention is not limited and can be appropriately changed depending on the printing method and the film thickness. Here, for example, in the case of the screen printing method, which is one of the preferable printing forms, the viscosity of the diffusion composition is preferably 5,000 mPa · s or more. This is because bleeding of the print pattern can be suppressed and a good pattern can be obtained. A more preferable viscosity is 10,000 mPa · s or more. There is no particular upper limit, but 100,000 mPa · s or less is preferable from the viewpoint of storage stability and handleability.

ここで、粘度は、1,000mPa・s未満の場合は、JIS Z 8803(1991)「溶液粘度−測定方法」に基づきE型デジタル粘度計を用いて回転数20rpmで測定された値であり、1,000mPa・s以上の場合は、JIS Z 8803(1991)「溶液粘度−測定方法」に基づきB型デジタル粘度計を用いて回転数20rpmで測定された値である。 Here, when the viscosity is less than 1,000 mPa · s, it is a value measured at a rotation speed of 20 rpm using an E-type digital viscometer based on JIS Z 8803 (1991) “Solution Viscosity-Measurement Method”. In the case of 1,000 mPa · s or more, it is a value measured at a rotation speed of 20 rpm using a B-type digital viscometer based on JIS Z 8803 (1991) “Solution Viscosity-Measuring Method”.

チクソ性は、上記粘度測定方法で得られた異なる回転数における粘度の比から求めることができる。本発明においては、回転数20rpmでの粘度(η20)と回転数2rpmでの粘度(η)の比(η/η20)をチクソ性と定義する。スクリーン印刷で精度の良いパターン形成するためには、チクソ性が2以上であることが好ましく、3以上がさらに好ましい。The tixo property can be determined from the ratio of viscosities at different rotation speeds obtained by the above viscosity measuring method. In the present invention, the ratio (η 2 / η 20 ) of the viscosity (η 20 ) at a rotation speed of 20 rpm to the viscosity (η 2 ) at a rotation speed of 2 rpm is defined as the thixo property. In order to form a pattern with high accuracy in screen printing, it is preferable that the ticking property is 2 or more, and 3 or more is more preferable.

本発明の不純物拡散組成物は、固形分濃度としては特に制限はないが、1重量%以上〜90重量%以下が好ましい範囲である。本濃度範囲よりも低いと塗布膜厚が薄くなりすぎ所望のドーピング性、マスク性を得にくく、本濃度範囲よりも高いと保存安定性が低下する場合がある。 The impurity diffusion composition of the present invention is not particularly limited in solid content concentration, but is preferably in the range of 1% by weight or more and 90% by weight or less. If it is lower than this concentration range, the coating film thickness becomes too thin and it is difficult to obtain the desired doping property and masking property, and if it is higher than this concentration range, the storage stability may decrease.

<半導体素子の製造方法>
本発明の半導体素子の製造方法の第1の実施形態は、半導体基板に本発明の不純物拡散組成物を塗布して不純物拡散組成物膜を形成する工程と、上記不純物拡散組成物膜から不純物を拡散させて半導体基板に不純物拡散層を形成する工程を含む。
<Manufacturing method of semiconductor elements>
The first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of applying the impurity diffusion composition of the present invention to a semiconductor substrate to form an impurity diffusion composition film, and a step of removing impurities from the impurity diffusion composition film. It includes a step of diffusing to form an impurity diffusion layer on a semiconductor substrate.

また、本発明の半導体素子の製造方法の第2の実施形態は、半導体基板にn型不純物拡散組成物を塗布し、n型不純物拡散組成物膜を形成する工程と、前記工程後、p型不純物拡散組成物であり、(B)不純物拡散成分がホウ素化合物である本発明の不純物拡散組成物を上記半導体基板に塗布してp型不純物拡散組成物膜を形成する工程と、当該半導体基板を加熱することにより、当該半導体基板にn型不純物拡散層とp型不純物拡散層とを同時に形成する工程を含む。 A second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of applying an n-type impurity diffusion composition to a semiconductor substrate to form an n-type impurity diffusion composition film, and a p-type after the step. A step of applying the impurity diffusion composition of the present invention, which is an impurity diffusion composition and (B) the impurity diffusion component is a boron compound, to the semiconductor substrate to form a p-type impurity diffusion composition film, and the semiconductor substrate. It includes a step of simultaneously forming an n-type impurity diffusion layer and a p-type impurity diffusion layer on the semiconductor substrate by heating.

また、本発明の半導体素子の製造方法の第3の実施形態は、半導体基板の一方の面にp型不純物拡散組成物であり、(B)不純物拡散成分がホウ素化合物である本発明の不純物拡散組成物を塗布してp型不純物拡散組成物膜を形成する工程と、上記半導体基板のもう一方の面にn型不純物拡散組成物を塗布してn型不純物拡散組成膜を形成する工程と、当該半導体基板を加熱することにより、当該半導体基板にp型不純物拡散層とn型不純物拡散層とを同時に形成する工程を含む半導体素子の製造方法である。 Further, the third embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is a p-type impurity diffusion composition on one surface of a semiconductor substrate, and (B) the impurity diffusion of the present invention in which the impurity diffusion component is a boron compound. A step of applying the composition to form a p-type impurity diffusion composition film, and a step of applying an n-type impurity diffusion composition to the other surface of the semiconductor substrate to form an n-type impurity diffusion composition film. This is a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of simultaneously forming a p-type impurity diffusion layer and an n-type impurity diffusion layer on the semiconductor substrate by heating the semiconductor substrate.

また、本発明の半導体素子の製造方法の第4の実施形態は、複数の半導体基板を用いた半導体素子の製造方法であって、下記(a)〜(c)の工程を含み、(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。
(a)各半導体基板の一方の面に本発明の不純物拡散組成物を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)上記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、上記半導体基板へ上記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上記半導体基板を加熱して、上記半導体基板の他方の面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。
Further, the fourth embodiment of the method for manufacturing a semiconductor element of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device using a plurality of semiconductor substrates, and includes the following steps (a) to (c), (b). In the steps (c) and (c), a pair of semiconductor substrates are arranged so that the surfaces on which the first conductive type impurity diffusion composition films are formed face each other.
(A) A step of applying the impurity diffusion composition of the present invention to one surface of each semiconductor substrate to form a first conductive type impurity diffusion composition film.
(B) The semiconductor substrate on which the first conductive type impurity diffusion composition film is formed is heated to diffuse the first conductive type impurities into the semiconductor substrate to form a first conductive type impurity diffusion layer. The process of forming.
(C) The semiconductor substrate is heated in an atmosphere having a gas containing the second conductive type impurities to diffuse the second conductive type impurities on the other surface of the semiconductor substrate to diffuse the second conductive type impurities. The process of forming a diffusion layer.

以下、これらの半導体素子の製造方法に適用できる不純物拡散層の形成方法を、図面を用いて説明する。なお、いずれも一例であり、本発明の半導体素子の製造方法に適用できる方法はこれらに限られるものではない。 Hereinafter, a method for forming an impurity diffusion layer applicable to the method for manufacturing these semiconductor elements will be described with reference to the drawings. All of these are examples, and the methods applicable to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention are not limited to these.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の半導体素子の製造方法の第1の実施形態の一例を示すものである。まず、図1の(a)に示すように、半導体基板11の上にp型不純物拡散組成物膜12を形成する。
(First Embodiment)
FIG. 1 shows an example of a first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. First, as shown in FIG. 1A, the p-type impurity diffusion composition film 12 is formed on the semiconductor substrate 11.

半導体基板としては、例えば不純物濃度が1015〜1016atoms/cmであるn型単結晶シリコン、多結晶シリコン、およびゲルマニウム、炭素などのような他の元素が混合されている結晶シリコン基板が挙げられる。p型結晶シリコンやシリコン以外の半導体を用いることも可能である。半導体基板は、厚さが50〜300μm、外形が一辺100〜250mmの概略四角形であることが好ましい。また、スライスダメージや自然酸化膜を除去するために、フッ酸溶液やアルカリ溶液などで表面をエッチングしておくことが好ましい。Examples of the semiconductor substrate include n-type single crystal silicon having an impurity concentration of 10 15 to 16 atoms / cm 3 , polycrystalline silicon, and crystalline silicon substrate in which other elements such as germanium and carbon are mixed. Can be mentioned. It is also possible to use p-type crystalline silicon or a semiconductor other than silicon. The semiconductor substrate is preferably a substantially quadrangle having a thickness of 50 to 300 μm and an outer shape of 100 to 250 mm on a side. Further, in order to remove slice damage and a natural oxide film, it is preferable to etch the surface with a hydrofluoric acid solution or an alkaline solution.

半導体基板の受光面に保護膜を形成してもよい。この保護膜としては、CVD(化学気相成長)法やスピンオングラス(SOG)法などの手法によって製膜する、酸化シリコンや窒化シリコンなどの公知の保護膜を適用することができる。 A protective film may be formed on the light receiving surface of the semiconductor substrate. As this protective film, a known protective film such as silicon oxide or silicon nitride, which is formed by a method such as a CVD (chemical vapor deposition) method or a spin-on-glass (SOG) method, can be applied.

不純物拡散組成物の塗布方法としては、例えばスピンコート法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、スリット塗布法、スプレー塗布法、凸版印刷法、凹版印刷法などが挙げられる。 Examples of the method for applying the impurity diffusion composition include a spin coating method, a screen printing method, an inkjet printing method, a slit coating method, a spray coating method, a letterpress printing method, and an intaglio printing method.

これらの方法で塗布膜を形成後、不純物拡散組成物膜をホットプレート、オーブンなどで、50〜200℃の範囲で30秒〜30分間乾燥することが好ましい。乾燥後の不純物拡散組成物膜の膜厚は、不純物の拡散性の観点から100nm以上が好ましく、エッチング後の残渣の観点から3μm以下が好ましい。 After forming the coating film by these methods, it is preferable to dry the impurity diffusion composition film on a hot plate, an oven or the like in the range of 50 to 200 ° C. for 30 seconds to 30 minutes. The film thickness of the impurity diffusion composition film after drying is preferably 100 nm or more from the viewpoint of the diffusibility of impurities, and preferably 3 μm or less from the viewpoint of the residue after etching.

次に、図1の(b)に示すように、不純物を半導体基板11に拡散させ、p型不純物拡散層13を形成する。 Next, as shown in FIG. 1B, impurities are diffused on the semiconductor substrate 11 to form the p-type impurity diffusion layer 13.

不純物の拡散方法は、公知の熱拡散方法が利用でき、例えば、電気加熱、赤外加熱、レーザー加熱、マイクロ波加熱などの方法を用いることができる。 As a method for diffusing impurities, a known heat diffusing method can be used, and for example, a method such as electric heating, infrared heating, laser heating, or microwave heating can be used.

熱拡散の時間および温度は、不純物拡散濃度、拡散深さなど所望の拡散特性が得られるように適宜設定することができる。例えば、800℃以上1200℃以下で1〜120分間加熱拡散することで、表面不純物濃度が1019〜1021の拡散層を形成できる。The time and temperature of thermal diffusion can be appropriately set so as to obtain desired diffusion characteristics such as impurity diffusion concentration and diffusion depth. For example, a diffusion layer having a surface impurity concentration of 10 19 to 21 can be formed by heating and diffusing at 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower for 1 to 120 minutes.

拡散雰囲気は、特に限定されず、大気中で行ってもよいし、窒素、アルゴンなどの不活性ガスを用いて雰囲気中の酸素量等を適宜コントロールしてもよい。拡散時間短縮の観点から雰囲気中の酸素濃度を3%以下にすることが好ましい。また、必要に応じて拡散前に200℃〜850℃の範囲で焼成を行ってもよい。 The diffusion atmosphere is not particularly limited, and may be carried out in the atmosphere, or the amount of oxygen in the atmosphere may be appropriately controlled by using an inert gas such as nitrogen or argon. From the viewpoint of shortening the diffusion time, it is preferable to reduce the oxygen concentration in the atmosphere to 3% or less. Further, if necessary, firing may be carried out in the range of 200 ° C. to 850 ° C. before diffusion.

次に、図1の(c)に示すように、公知のエッチング法により、半導体基板11の表面に形成されたp型不純物拡散組成物膜12を除去する。 Next, as shown in FIG. 1 (c), the p-type impurity diffusion composition film 12 formed on the surface of the semiconductor substrate 11 is removed by a known etching method.

エッチングに用いる材料としては、特に限定されないが、例えばエッチング成分としてフッ化水素、アンモニウム、リン酸、硫酸、硝酸のうち少なくとも1種類を含み、それ以外の成分として水や有機溶媒などを含むものが好ましい。以上の工程により、半導体基板にp型不純物拡散層を形成することができる。 The material used for etching is not particularly limited, but for example, an etching component containing at least one of hydrogen fluoride, ammonium, phosphoric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and other components containing water, an organic solvent, or the like. preferable. By the above steps, a p-type impurity diffusion layer can be formed on the semiconductor substrate.

なお、上の例ではp型不純物拡散組成物膜を利用してp型不純物拡散層を形成する場合について述べたが、本実施形態はこれに限られるものではなく、n型不純物拡散組成物膜を利用してn型不純物拡散層を形成する場合にも当然に適用できる。 In the above example, the case where the p-type impurity diffusion composition film is used to form the p-type impurity diffusion composition film has been described, but the present embodiment is not limited to this, and the n-type impurity diffusion composition film is not limited to this. Of course, it can also be applied to the case of forming an n-type impurity diffusion layer by utilizing.

続いて、図1の(d)を用いて本発明の第1の実施形態の一例にかかる半導体素子の製造方法を利用した太陽電池の製造方法を説明する。この実施形態の一例で得られる太陽電池は、片面発電型太陽電池である。 Subsequently, a method for manufacturing a solar cell using the method for manufacturing a semiconductor element according to an example of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1D. The solar cell obtained in one example of this embodiment is a single-sided power generation type solar cell.

まず図1の(d)に示すように、表面にパッシベーション層16、裏面にパッシベーション層17を形成する。 First, as shown in FIG. 1D, a passivation layer 16 is formed on the front surface and a passivation layer 17 is formed on the back surface.

パッシベーション層としては、それぞれ公知の材料を用いることができる。これらの層は単層でも複数層でもよい。例えば、熱酸化層、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たものがある。 Known materials can be used as the passivation layer. These layers may be a single layer or a plurality of layers. For example, there is a laminated layer of a thermal oxide layer, an aluminum oxide layer, a SiNx layer, and an amorphous silicon layer.

パッシベーション層17の側のパッシベーション層としては特に酸化アルミニウム層が好ましい。これによって電極としての役割も果たす。 The aluminum oxide layer is particularly preferable as the passivation layer on the side of the passivation layer 17. This also serves as an electrode.

これらのパッシベーション層は、プラズマCVD法、ALD(原子層堆積)法等の蒸着法、又は塗布法により形成できる。 These passivation layers can be formed by a vapor deposition method such as a plasma CVD method or an ALD (atomic layer deposition) method, or a coating method.

この実施形態の一例では、パッシベーション層16は受光面の一部の領域に、パッシベーション層17は裏面の全面に形成されている。 In one example of this embodiment, the passivation layer 16 is formed in a part of the light receiving surface, and the passivation layer 17 is formed on the entire back surface.

その後、図1の(e)に示すように、受光面のパッシベーション層16の存在しない部分にコンタクト電極18を形成する。 After that, as shown in FIG. 1 (e), the contact electrode 18 is formed on the portion of the light receiving surface where the passivation layer 16 does not exist.

電極は、電極形成用ペーストを付与した後に加熱処理して形成することができる。 The electrode can be formed by applying a paste for forming an electrode and then heat-treating it.

これにより、片面発電型太陽電池10が得られる。 As a result, the single-sided power generation type solar cell 10 is obtained.

(第2の実施形態)
図2Aは、本発明の半導体素子の製造方法の第2の実施形態の一例を示すものである。まず図2Aの(a)に示すように、半導体基板21の上にn型不純物拡散組成物膜24をパターン形成する。
(Second Embodiment)
FIG. 2A shows an example of a second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. First, as shown in FIG. 2A (a), the n-type impurity diffusion composition film 24 is patterned on the semiconductor substrate 21.

n型不純物拡散組成物膜の形成方法としては、例えばスクリーン印刷法、インクジェット印刷法、スリット塗布法、スプレー塗布法、凸版印刷法、凹版印刷法などが挙げられる。 Examples of the method for forming the n-type impurity diffusion composition film include a screen printing method, an inkjet printing method, a slit coating method, a spray coating method, a letterpress printing method, and an intaglio printing method.

これらの方法で塗布膜を形成後、n型不純物拡散組成物膜をホットプレート、オーブンなどで、50〜200℃の範囲で30秒〜30分間乾燥することが好ましい。 After forming the coating film by these methods, it is preferable to dry the n-type impurity diffusion composition film in a hot plate, an oven or the like in the range of 50 to 200 ° C. for 30 seconds to 30 minutes.

乾燥後のn型不純物拡散組成物膜の膜厚は、p型不純物に対するマスク性を考慮すると、200nm以上が好ましく、耐クラック性の観点から5μm以下が好ましい。 The film thickness of the n-type impurity diffusion composition film after drying is preferably 200 nm or more in consideration of masking property against p-type impurities, and preferably 5 μm or less from the viewpoint of crack resistance.

次に図2Aの(b)に示すように、n型不純物拡散組成物膜24をマスクとしてp型不純物拡散組成物膜22を形成する。 Next, as shown in FIG. 2A (b), the p-type impurity diffusion composition film 22 is formed using the n-type impurity diffusion composition film 24 as a mask.

この場合、図2Aの(b)に示すように、p型不純物拡散組成物膜を全面に形成してもよいし、n型不純物拡散組成物膜がない部分にのみ形成しても構わない。また、p型不純物拡散組成物の一部がn型不純物拡散組成物膜に重なるように塗布してもよい。 In this case, as shown in FIG. 2A (b), the p-type impurity diffusion composition film may be formed on the entire surface, or may be formed only on the portion where the n-type impurity diffusion composition film is absent. Further, a part of the p-type impurity diffusion composition may be applied so as to overlap the n-type impurity diffusion composition film.

p型不純物拡散組成物の塗布方法としては、例えばスピンコート法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、スリット塗布法、スプレー塗布法、凸版印刷法、凹版印刷法などが挙げられる。 Examples of the method for applying the p-type impurity diffusion composition include a spin coating method, a screen printing method, an inkjet printing method, a slit coating method, a spray coating method, a letterpress printing method, and an intaglio printing method.

これらの方法で塗布膜を形成後、p型不純物拡散組成物膜をホットプレート、オーブンなどで、50〜200℃の範囲で30秒〜30分間乾燥することが好ましい。乾燥後のp型不純物拡散組成物膜の膜厚は、p型不純物の拡散性の観点から100nm以上が好ましく、エッチング後の残渣の観点から3μm以下が好ましい。 After forming the coating film by these methods, it is preferable to dry the p-type impurity diffusion composition film on a hot plate, an oven or the like in the range of 50 to 200 ° C. for 30 seconds to 30 minutes. The film thickness of the p-type impurity diffusion composition film after drying is preferably 100 nm or more from the viewpoint of diffusivity of p-type impurities, and preferably 3 μm or less from the viewpoint of the residue after etching.

続いて、図2Aの(c)に示すように、n型不純物拡散組成物膜24中のn型の不純物拡散成分とp型不純物拡散組成物膜22中のp型の不純物拡散成分を同時に半導体基板21中に拡散させ、n型不純物拡散層25とp型不純物拡散層23を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 2A (c), the n-type impurity diffusion component in the n-type impurity diffusion composition film 24 and the p-type impurity diffusion component in the p-type impurity diffusion composition film 22 are simultaneously semiconductored. It is diffused in the substrate 21 to form an n-type impurity diffusion layer 25 and a p-type impurity diffusion layer 23.

不純物拡散組成物の塗布方法、焼成方法および拡散方法としては前記と同様の方法が挙げられる。 Examples of the coating method, firing method, and diffusion method of the impurity diffusion composition include the same methods as described above.

次に、図2Aの(d)に示すように、公知のエッチング法により、半導体基板21の表面に形成されたn型不純物拡散組成物膜24およびp型不純物拡散組成物膜22を除去する。 Next, as shown in FIG. 2A (d), the n-type impurity diffusion composition film 24 and the p-type impurity diffusion composition film 22 formed on the surface of the semiconductor substrate 21 are removed by a known etching method.

以上の工程により、半導体基板にn型およびp型の不純物拡散層を形成することができる。このような工程とすることにより従来法と比較し、さらに工程を簡略化することができる。 Through the above steps, n-type and p-type impurity diffusion layers can be formed on the semiconductor substrate. By adopting such a process, the process can be further simplified as compared with the conventional method.

ここでは、n型不純物拡散組成物の塗布の後、p型不純物拡散組成物の塗布を行う例を示したが、p型不純物拡散組成物の塗布の後、n型不純物拡散組成物の塗布を行うことも可能である。すなわち、図2Aの(a)においてn型不純物拡散組成物の塗布に代えてp型不純物拡散組成物の塗布を行い、図2Aの(b)においてp型不純物拡散組成物の塗布・拡散に代えてn型不純物拡散組成物の塗布を行うことも可能である。 Here, an example in which the p-type impurity diffusion composition is applied after the n-type impurity diffusion composition is applied, but the n-type impurity diffusion composition is applied after the p-type impurity diffusion composition is applied. It is also possible to do. That is, in FIG. 2A (a), the p-type impurity diffusion composition is applied instead of the n-type impurity diffusion composition, and in FIG. 2A (b), the p-type impurity diffusion composition is applied and diffused. It is also possible to apply the n-type impurity diffusion composition.

続いて、図2Bを用いて、本発明の第2の実施形態の一例にかかる半導体素子の製造方法を利用した太陽電池の製造方法を説明する。この実施形態の一例で得られる太陽電池は、裏面接合型太陽電池である。 Subsequently, with reference to FIG. 2B, a method for manufacturing a solar cell using the method for manufacturing a semiconductor element according to an example of the second embodiment of the present invention will be described. The solar cell obtained in one example of this embodiment is a back surface bonded solar cell.

まず図2Bの(e)に示すように、裏面にn型不純物拡散層25およびp型不純物拡散層23が成された半導体基板21の、その裏面上の全面に保護膜26を形成する。次に図3(f)に示すように、保護膜26をエッチング法などによりパターン加工して、保護膜開口26aを形成する。 First, as shown in FIG. 2B (e), a protective film 26 is formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 21 having the n-type impurity diffusion layer 25 and the p-type impurity diffusion layer 23 formed on the back surface. Next, as shown in FIG. 3 (f), the protective film 26 is patterned by an etching method or the like to form the protective film opening 26a.

さらに、図2Bの(g)に示すように、ストライプ塗布法やスクリーン印刷法などにより、開口26aを含む領域に電極ペーストをパターン塗布して焼成することで、n型コンタクト電極29およびp型コンタクト電極28を形成する。これにより、裏面接合型太陽電池20が得られる。 Further, as shown in FIG. 2B (g), the n-type contact electrode 29 and the p-type contact are formed by applying a pattern of the electrode paste to the region including the opening 26a and firing it by a stripe coating method or a screen printing method. The electrode 28 is formed. As a result, the back surface bonded type solar cell 20 is obtained.

(第3の実施形態)
図3Aは、本発明の半導体素子の製造方法の第3の実施形態の一例を示すものである。
(Third Embodiment)
FIG. 3A shows an example of a third embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

まず、図3Aの(a)に示すように、半導体基板31の上にp型の本発明の不純物拡散組成物を用いてp型不純物拡散組成物膜32を形成する。次に、図3Aの(b)に示すように、半導体基板31のp型不純物拡散組成物膜32が形成された面と反対側の面にn型不純物拡散組成物膜34を形成する。 First, as shown in FIG. 3A (a), a p-type impurity diffusion composition film 32 is formed on the semiconductor substrate 31 using the p-type impurity diffusion composition of the present invention. Next, as shown in FIG. 3A (b), the n-type impurity diffusion composition film 34 is formed on the surface of the semiconductor substrate 31 opposite to the surface on which the p-type impurity diffusion composition film 32 is formed.

次に、図3Aの(c)に示すように、p型不純物拡散組成物膜32とn型不純物拡散組成物膜34を半導体基板31中に同時に拡散させ、p型不純物拡散層33とn型不純物拡散層35を形成する。 Next, as shown in FIG. 3A (c), the p-type impurity diffusion composition film 32 and the n-type impurity diffusion composition film 34 are simultaneously diffused into the semiconductor substrate 31, and the p-type impurity diffusion layer 33 and the n-type are diffused simultaneously. The impurity diffusion layer 35 is formed.

不純物拡散組成物の塗布方法、焼成方法および拡散方法としては前記と同様の方法が挙げられる。 Examples of the coating method, firing method, and diffusion method of the impurity diffusion composition include the same methods as described above.

次に、図3Aの(d)に示すように、公知のエッチング法により、半導体基板31の表面に形成されたp型不純物拡散組成物膜32およびn型不純物拡散組成物膜34を除去する。 Next, as shown in FIG. 3A (d), the p-type impurity diffusion composition film 32 and the n-type impurity diffusion composition film 34 formed on the surface of the semiconductor substrate 31 are removed by a known etching method.

以上の工程により、半導体基板にn型およびp型の不純物拡散層を形成することができる。このような工程とすることにより従来法と比較し、工程を簡略化することができる。 Through the above steps, n-type and p-type impurity diffusion layers can be formed on the semiconductor substrate. By adopting such a process, the process can be simplified as compared with the conventional method.

ここでは、p型不純物拡散組成物の塗布後、n型不純物拡散組成物の塗布を行う例を示したが、n型不純物拡散組成物の塗布後、p型不純物拡散組成物の塗布を行うことも可能である。 Here, an example in which the n-type impurity diffusion composition is applied after the p-type impurity diffusion composition is applied, but the p-type impurity diffusion composition is applied after the n-type impurity diffusion composition is applied. Is also possible.

続いて、図3Bを用いて、本発明の第3の実施形態の一例にかかる半導体素子の製造方法を利用した太陽電池の製造方法を説明する。この実施形態の一例で得られる太陽電池は、両面発電型太陽電池である。 Subsequently, with reference to FIG. 3B, a method for manufacturing a solar cell using the method for manufacturing a semiconductor element according to an example of the third embodiment of the present invention will be described. The solar cell obtained in one example of this embodiment is a double-sided power generation type solar cell.

まず図3Bの(e)に示すように、受光面及び裏面にそれぞれパッシベーション層36を形成する。 First, as shown in FIG. 3B (e), passivation layers 36 are formed on the light receiving surface and the back surface, respectively.

パッシベーション層に用いられる材料や、層の構成、形成方法としては、第1の実施形態におけるものと同様のことが当てはまる。 The materials used for the passivation layer, the structure of the layer, and the method of forming the layer are the same as those in the first embodiment.

この実施形態の一例では、パッシベーション層36は受光面および裏面の一部の領域に形成されている。 In one example of this embodiment, the passivation layer 36 is formed in a part of the light receiving surface and the back surface.

その後、図3Bの(f)に示すように、受光面及び裏面のそれぞれにおいて、パッシベーション層36の存在しない部分にp型コンタクト電極38およびn型コンタクト電極39を形成する。 After that, as shown in FIG. 3B (f), a p-type contact electrode 38 and an n-type contact electrode 39 are formed on the light receiving surface and the back surface, respectively, in a portion where the passivation layer 36 does not exist.

電極は、電極形成用ペーストを付与した後に加熱処理して形成することができる。 The electrode can be formed by applying a paste for forming an electrode and then heat-treating it.

これにより、両面発電型太陽電池30が得られる。 As a result, the double-sided power generation type solar cell 30 can be obtained.

(第4の実施形態)
図4は、本発明の半導体素子の製造方法の第4の実施形態の一例を示すものである。
(Fourth Embodiment)
FIG. 4 shows an example of a fourth embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

((a)工程)
図4の(a)に示すように、半導体基板41の一方の面に第一導電型の不純物拡散組成物を塗布して第一導電型の不純物拡散組成物膜42を形成する。
((A) step)
As shown in FIG. 4A, the first conductive type impurity diffusion composition is applied to one surface of the semiconductor substrate 41 to form the first conductive type impurity diffusion composition film 42.

以下の説明では、第一導電型をp型、第二導電型をn型として説明する。すなわち、第一導電型の不純物拡散組成物膜とは、p型不純物拡散組成物膜である。第一導電型と第二導電型は、もちろん、逆であってもよい。 In the following description, the first conductive type will be described as p type, and the second conductive type will be described as n type. That is, the first conductive type impurity diffusion composition film is a p-type impurity diffusion composition film. Of course, the first conductive type and the second conductive type may be reversed.

図4の(a)では半導体基板の一方の面の全面にp型の不純物拡散組成物を塗布する態様を説明したが、部分的にp型の不純物拡散組成物を塗布してもよい。不純物拡散組成物の塗布方法、焼成方法としては前記と同様の方法が挙げられる。 In FIG. 4A, a mode in which the p-type impurity diffusion composition is applied to the entire surface of one surface of the semiconductor substrate has been described, but the p-type impurity diffusion composition may be partially applied. Examples of the method for applying the impurity diffusion composition and the method for firing include the same methods as described above.

((b)工程)
図4の(b)−1に示すように、一方の面にp型不純物拡散組成物膜42が形成された半導体基板41を、二枚一組で、各々のp型不純物拡散組成物膜42が形成された面を互いに向い合せにして拡散ボード110に配置する。
(Step (b))
As shown in (b) -1 of FIG. 4, the semiconductor substrates 41 having the p-type impurity diffusion composition film 42 formed on one surface thereof are formed in pairs, and each p-type impurity diffusion composition film 42 is formed. Are placed on the diffusion board 110 with the surfaces on which they are formed facing each other.

拡散ボードは半導体基板を配置するための溝を有している。拡散ボードの溝のサイズやピッチ等については特に制限はない。拡散ボードは水平方向に対して傾斜していてもよい。拡散ボードの材質は拡散温度に耐えられるものであれば特に制限はないが、石英が好ましい。 The diffusion board has a groove for arranging the semiconductor substrate. There are no particular restrictions on the size and pitch of the grooves on the diffusion board. The diffusion board may be tilted with respect to the horizontal direction. The material of the diffusion board is not particularly limited as long as it can withstand the diffusion temperature, but quartz is preferable.

次に図4の(b)−2に示すように、半導体基板41が配置された拡散ボード110を拡散炉100にて加熱して、半導体基板41へp型の不純物を拡散して、p型不純物拡散層43を形成する。 Next, as shown in FIG. 4B-2, the diffusion board 110 on which the semiconductor substrate 41 is arranged is heated in the diffusion furnace 100 to diffuse the p-type impurities into the semiconductor substrate 41 to diffuse the p-type impurities. The impurity diffusion layer 43 is formed.

このとき、二枚一組の半導体基板が前述の配置であるため、p型不純物拡散組成物膜からp型不純物が気中に拡散しても、それが半導体基板のp型不純物拡散組成物膜が形成された面とは反対側の面に到達しにくい。そのため、半導体基板において目的とする箇所とは異なる箇所にも不純物が拡散する、いわゆるアウトディフュージョンを抑制することができる。不純物拡散組成物の拡散方法としては前記と同様の方法が挙げられる。 At this time, since the pair of semiconductor substrates is arranged as described above, even if the p-type impurities diffuse into the air from the p-type impurity diffusion composition membrane, it is the p-type impurity diffusion composition membrane of the semiconductor substrate. It is difficult to reach the surface opposite to the surface on which the is formed. Therefore, it is possible to suppress so-called outdiffusion in which impurities are diffused to a place different from the target place in the semiconductor substrate. Examples of the diffusion method of the impurity diffusion composition include the same methods as described above.

また、(b)工程の前に、例えば、一方の面にp型の不純物拡散組成物膜が形成された半導体基板を拡散時の加熱処理温度以下の温度でかつ、酸素を含む雰囲気下で加熱処理することで、p型不純物拡散組成物膜中のバインダー樹脂等の有機分の少なくとも一部を除去しておくことが好ましい。p型不純物拡散組成物膜中のバインダー樹脂等の有機分の少なくとも一部を除去しておくことで、半導体基板上のp型不純物拡散組成物膜中の不純物成分の濃度を上げることができ、p型の不純物の拡散性が向上しやすい。 Further, before the step (b), for example, a semiconductor substrate having a p-type impurity diffusion composition film formed on one surface is heated at a temperature equal to or lower than the heat treatment temperature at the time of diffusion and in an atmosphere containing oxygen. It is preferable to remove at least a part of organic components such as a binder resin in the film of the p-type impurity diffusion composition by the treatment. By removing at least a part of organic components such as binder resin in the p-type impurity diffusion composition film, the concentration of impurity components in the p-type impurity diffusion composition film on the semiconductor substrate can be increased. The diffusivity of p-type impurities is likely to improve.

((c)工程)
(c)の工程ではn型の不純物を含むガスを流しながら、半導体基板を加熱して、n型不純物拡散層45を形成する。
(Step (c))
In the step (c), the semiconductor substrate is heated while flowing a gas containing n-type impurities to form the n-type impurity diffusion layer 45.

n型の不純物を含むガスとして、POClガス等が挙げられる。例えばPOClガスは、POCl溶液にNガスや窒素/酸素混合ガスをバブリングすることや、POCl溶液を加熱することで得ることができる。なお、第二導電型がp型の場合は、BBr、BCl等のガスが挙げられる。Examples of the gas containing n-type impurities include POCl 3 gas and the like. For example POCl 3 gas and bubbling N 2 gas or nitrogen / oxygen mixed gas to the POCl 3 solution, can be obtained by heating the POCl 3 solution. When the second conductive type is p type, gas such as BBr 3 and BCl 3 can be mentioned.

加熱温度は、750℃〜1050℃が好ましく、800℃〜1000℃であることがより好ましい。 The heating temperature is preferably 750 ° C. to 1050 ° C., more preferably 800 ° C. to 1000 ° C.

ガス雰囲気としては特に制限は無いが、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ガス雰囲気であることが好ましく、窒素と酸素の混合ガスであることがより好ましく、酸素の含有率が5体積%以下である窒素と酸素の混合ガスが特に好ましい。 The gas atmosphere is not particularly limited, but is preferably a mixed gas atmosphere of nitrogen, oxygen, argon, helium, xenone, neon, krypton, etc., more preferably a mixed gas of nitrogen and oxygen, and contains oxygen. A mixed gas of nitrogen and oxygen having a ratio of 5% by volume or less is particularly preferable.

また、ガス雰囲気の変更の工程時間短縮ができることから(b)工程と同じガス雰囲気のまま(c)工程を行うことが好ましい。特に、(b)工程におけるガス雰囲気中の窒素と酸素の比率と、(c)工程におけるガス雰囲気中の窒素と酸素の比率が同じであることが好ましい。この場合の好ましい比率は、体積比で酸素:窒素=1:99〜5:95である。 Further, since the process time for changing the gas atmosphere can be shortened, it is preferable to perform the step (c) in the same gas atmosphere as the step (b). In particular, it is preferable that the ratio of nitrogen and oxygen in the gas atmosphere in the step (b) is the same as the ratio of nitrogen and oxygen in the gas atmosphere in the step (c). The preferred ratio in this case is oxygen: nitrogen = 1: 99 to 5:95 in volume ratio.

(b)工程の後、p型不純物拡散層の上部にはp型不純物拡散組成物膜の熱処理物層が残っている。これをn型の不純物を含むガスに対するマスクとして、(c)の工程を行うことが好ましい。こうすることで、p型不純物拡散層へのn型の不純物の混入を抑制できる。 After the step (b), the heat-treated product layer of the p-type impurity diffusion composition film remains on the upper part of the p-type impurity diffusion layer. It is preferable to carry out the step (c) using this as a mask for a gas containing n-type impurities. By doing so, it is possible to suppress the mixing of n-type impurities into the p-type impurity diffusion layer.

(b)の工程と(c)の工程はどちらを先に行ってもよく、また、(c)の工程は、(b)の工程と同時に行うこともできる。p型不純物拡散組成物膜の熱処理物層をマスクとして用いる場合は、(c)の工程を(b)の工程よりも後で行うことが好ましい。 Either the step (b) or the step (c) may be performed first, and the step (c) may be performed at the same time as the step (b). When the heat-treated material layer of the p-type impurity diffusion composition film is used as a mask, it is preferable that the step (c) is performed after the step (b).

さらに、(c)の工程を、(b)の工程の後、連続して行うことがより好ましい。例えば、(b)の工程の後、拡散ボードを焼成炉から取り出さずにそのまま(c)の工程に移ることが好ましい。(c)の工程を、(b)の工程の後、連続して行うとは、(b)の工程の後に続いて(c)の工程を行うことをいう。 Further, it is more preferable that the step (c) is continuously performed after the step (b). For example, after the step (b), it is preferable to move to the step (c) as it is without removing the diffusion board from the firing furnace. To continuously perform the step (c) after the step (b) means to carry out the step (c) after the step (b).

前記(c)の工程でのn型の不純物拡散層を形成するときの加熱温度が、前記(b)の工程でのp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℃低い温度であることが好ましい。(c)の工程でのn型の不純物拡散層を形成するとき加熱温度を、(b)工程でのp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℃低い温度とすることで、(c)の工程を(b)の工程の後連続して行う場合、(b)の工程で形成されたp型の不純物拡散層への加熱の影響を最小限にできるため、p型の不純物拡散を制御しやすくなる。 The heating temperature for forming the n-type impurity diffusion layer in the step (c) is 50 to 200 ° C. higher than the heating temperature for forming the p-type impurity diffusion layer in the step (b). A low temperature is preferred. The heating temperature when the n-type impurity diffusion layer is formed in the step (c) is set to a temperature 50 to 200 ° C. lower than the heating temperature when the p-type impurity diffusion layer is formed in the step (b). Therefore, when the step (c) is continuously performed after the step (b), the influence of heating on the p-type impurity diffusion layer formed in the step (b) can be minimized. It becomes easier to control the impurity diffusion of the mold.

(c)の工程において、p型不純物を含むガスで拡散するときに比べ、n型不純物を含むガスで拡散するときの方が加熱温度が低温でできることから、第一導電型がp型であり、第二導電型がn型であることが好ましい。 In the step (c), the first conductive type is p-type because the heating temperature can be lower when diffusing with a gas containing n-type impurities than when diffusing with a gas containing p-type impurities. , The second conductive type is preferably n type.

<太陽電池素子の製造方法>
本発明の太陽電池の製造方法は、本発明の半導体素子の製造方法を含むものであり、具体的には、上述の工程で得られる、第一導電型の不純物拡散層および第二導電型の不純物拡散層が形成された半導体基板の各不純物拡散層上に電極を形成する工程を有する。詳細については、図1にて片面発電型太陽電池、図2にて裏面接合型太陽電池、図3にて両面発電型太陽電池を例に挙げて説明している。
<Manufacturing method of solar cell element>
The method for manufacturing a solar cell of the present invention includes the method for manufacturing a semiconductor element of the present invention, and specifically, the first conductive type impurity diffusion layer and the second conductive type obtained in the above steps. It has a step of forming an electrode on each impurity diffusion layer of a semiconductor substrate on which an impurity diffusion layer is formed. The details will be described by exemplifying a single-sided power generation type solar cell in FIG. 1, a backside bonded type solar cell in FIG. 2, and a double-sided power generation type solar cell in FIG.

本発明の半導体素子の製造方法および太陽電池の製造方法は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれるものである。 The method for manufacturing a semiconductor element and the method for manufacturing a solar cell of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be made based on the knowledge of those skilled in the art. The embodiment to which such a modification is added is also included in the scope of the present invention.

本発明の不純物拡散組成物は、太陽電池などの光起電力素子や、半導体表面に不純物拡散領域をパターン形成する半導体デバイス、例えば、トランジスターアレイやダイオードアレイ、フォトダイオードアレイ、トランスデューサーなどにも展開することができる。 The impurity diffusion composition of the present invention is also applied to photovoltaic devices such as solar cells and semiconductor devices that form an impurity diffusion region on the semiconductor surface, for example, transistor arrays, diode arrays, photodiode arrays, and transducers. can do.

以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。なお、用いた化合物のうち、略語を使用しているものについて、以下に示す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Of the compounds used, those using abbreviations are shown below.

GBL:γ−ブチロラクトン
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
PVA:ポリビニルアルコール
TMSOX:トリメトキシシリルオキセタン(東亞合成株式会社製)
PhTMS:フェニルトリメトキシシラン
OXE−10:(3−エチルオキセタンー3−イル)メチルアクリレート。
GBL: γ-Butyrolactone PGMEA: Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate PVA: Polyvinyl Alcohol TMSOX: Trimethoxysilyl Oxetane (manufactured by Toa Synthetic Co., Ltd.)
PhTMS: Phenyltrimethoxysilane OXE-10: (3-ethyloxetane-3-yl) methyl acrylate.

(1)溶液粘度、TI値、保存安定性
粘度1,000mPa・s未満の不純物拡散組成物は、東機産業(株)製回転粘度計TVE−25L(E型デジタル粘度計)を用い、液温25℃、回転数20rpmでの粘度を測定した。また、粘度1,000mPa・s以上の不純物拡散組成物は、ブルックフィールド製RVDV−11+P(B型デジタル粘度計)を用い、液温25℃、回転数20rpmでの粘度を測定した。ここで、回転数2rpmおよび20rpmでの粘度を測定し、回転数20rpmの時の粘度に対する回転数2rpmの時の粘度の比をTI値とした。また不純物拡散組成物の作製直後の粘度と作製後25℃で7日間保管後の粘度を測定し、保存安定性の指標とした。粘度の上昇率が5%以内のものをexcellent(A)、5%を上回り10%以内のものをgood(B)、10%を上回るものをbad(C)と判定した。
(1) Solution viscosity, TI value, storage stability For the impurity diffusion composition with a viscosity of less than 1,000 mPa · s, use a rotary viscometer TVE-25L (E-type digital viscometer) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. The viscosity was measured at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 20 rpm. Further, for the impurity diffusion composition having a viscosity of 1,000 mPa · s or more, the viscosity at a liquid temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 20 rpm was measured using RVDV-11 + P (B-type digital viscometer) manufactured by Brookfield. Here, the viscosities at the rotation speeds of 2 rpm and 20 rpm were measured, and the ratio of the viscosity at the rotation speed of 2 rpm to the viscosity at the rotation speed of 20 rpm was taken as the TI value. Further, the viscosity immediately after the preparation of the impurity diffusion composition and the viscosity after storage at 25 ° C. for 7 days after the preparation were measured and used as an index of storage stability. Those having a viscosity increase rate of 5% or less were judged to be excellent (A), those exceeding 5% and within 10% were judged to be good (B), and those exceeding 10% were judged to be bad (C).

(2)剥離性評価
3cm×3cmにカットしたn型シリコンウェハー((株)フェローテックシリコン製、表面抵抗率410Ω/□)を1%フッ酸水溶液に1分浸漬したあと水洗し、エアブロー後ホットプレートで140℃5分処理した。
(2) Evaluation of peelability An n-type silicon wafer (manufactured by Fellow Tech Silicon Co., Ltd., surface resistivity 410Ω / □) cut into 3 cm x 3 cm was immersed in a 1% hydrofluoric acid aqueous solution for 1 minute, washed with water, and then hot after air blowing. The plate was treated at 140 ° C. for 5 minutes.

測定対象の不純物拡散組成物を、公知の塗布法でプリベーク膜厚が500nm程度になるように該シリコンウェハーに塗布した。塗布後、シリコンウェハーを140℃で5分間プリベークした。 The impurity diffusion composition to be measured was applied to the silicon wafer by a known coating method so that the prebake film thickness was about 500 nm. After coating, the silicon wafer was prebaked at 140 ° C. for 5 minutes.

続いて各シリコンウェハーを電気炉内に配置し、窒素:酸素=99:1(体積比)の雰囲気下、900℃で30分間維持して不純物を熱拡散させた。 Subsequently, each silicon wafer was placed in an electric furnace and maintained at 900 ° C. for 30 minutes in an atmosphere of nitrogen: oxygen = 99: 1 (volume ratio) to thermally diffuse impurities.

熱拡散後の各シリコンウェハーを、5重量%のフッ酸水溶液に23℃で1分間浸浸させて、拡散剤およびマスクを剥離した。剥離後、シリコンウェハーを純水に浸漬させて洗浄し、表面の目視により残渣の有無を観察した。1分浸漬後目視で表面付着物が確認できるがウエスでこすることで除去できるものをbad(C)、30秒を上回り1分以内で表面付着物が目視確認できなくなったものをgood(B)、30秒以内で表面付着物が目視確認できなくなったものをexcellent(A)とした。生産タクトの観点からgood(B)でも使用可ではあるが、excellent(A)であることが好ましい。 Each silicon wafer after thermal diffusion was immersed in a 5 wt% hydrofluoric acid aqueous solution at 23 ° C. for 1 minute to peel off the diffusing agent and the mask. After peeling, the silicon wafer was immersed in pure water for cleaning, and the presence or absence of residue was visually observed on the surface. After soaking for 1 minute, surface deposits can be visually confirmed, but those that can be removed by rubbing with a waste cloth are bad (C), and those that exceed 30 seconds and the surface deposits cannot be visually confirmed within 1 minute are good (B). ), Those whose surface deposits could not be visually confirmed within 30 seconds were designated as excellent (A). From the viewpoint of production tact, good (B) can be used, but excellent (A) is preferable.

(3)シート抵抗値測定
剥離性評価に用いた不純物拡散後のシリコンウェハーに対して、p/n判定機を用いてp/n判定し、表面抵抗を四探針式表面抵抗測定装置RT−70V (ナプソン(株)製)を用いて測定し、シート抵抗値とした。シート抵抗値は不純物拡散性の指標となるものであり、抵抗値が小さい方が、不純物拡散量が大きいことを意味する。
(3) Sheet resistance value measurement For the silicon wafer after impurity diffusion used for peelability evaluation, p / n judgment is performed using a p / n judgment machine, and the surface resistance is determined by the four-probe type surface resistance measurement device RT-. It was measured using 70V (manufactured by Napson Corporation) and used as the sheet resistance value. The sheet resistance value is an index of impurity diffusivity, and the smaller the resistance value, the larger the amount of impurity diffusivity.

(4)拡散均一性
シート抵抗値測定に用いた不純物拡散後のシリコンウェハーに対して、二次イオン質量分析装置IMS7f(Camera社製)を用いて、不純物の表面濃度分布を測定した。得られた表面濃度分布から100μm間隔で10点の表面濃度を読み取り、その平均と標準偏差の比である「標準偏差/平均」を計算し、「標準偏差/平均」が0.3以下のものをexcellent(A)、0.3を上回り0.6以下のものをgood(B)、0.6を上回るものをbad(C)と判定した不純物の表面濃度のバラツキは、発電効率に大きく影響するため、excellent(A)であることが最も好ましい。
(4) Diffusion Uniformity The surface concentration distribution of impurities was measured on the silicon wafer after diffusion of impurities used for measuring the sheet resistance value using a secondary ion mass analyzer IMS7f (manufactured by Camera). From the obtained surface concentration distribution, read the surface concentrations of 10 points at 100 μm intervals, calculate the "standard deviation / average" which is the ratio of the average and the standard deviation, and the "standard deviation / average" is 0.3 or less. The variation in the surface concentration of impurities, which was judged to be excellent (A), those exceeding 0.3 and 0.6 or less as good (B), and those exceeding 0.6 as bad (C), greatly affected the power generation efficiency. Therefore, it is most preferably excellent (A).

(5)バリア性
3cm×3cmにカットしたn型シリコンウェハー((株)フェローテックシリコン製、表面抵抗率410Ω/□)を1%フッ酸水溶液に1分浸漬したあと水洗し、エアブロー後ホットプレートで140℃5分処理した。
(5) Barrier property An n-type silicon wafer (manufactured by Fellow Tech Silicon Co., Ltd., surface resistivity 410Ω / □) cut into 3 cm x 3 cm is immersed in a 1% hydrofluoric acid aqueous solution for 1 minute, washed with water, air blown, and then a hot plate. The treatment was carried out at 140 ° C. for 5 minutes.

図5の(a)に示すように、各実施例及び比較例のp型不純物拡散組成物を、公知の塗布法でプリベーク膜厚が500nm程度になるように該シリコンウェハー51に塗布した。塗布後、シリコンウェハーを140℃で5分間プリベークし、p型不純物拡散組成物膜52を作製した。 As shown in FIG. 5A, the p-type impurity diffusion compositions of each Example and Comparative Example were applied to the silicon wafer 51 by a known coating method so that the prebake film thickness was about 500 nm. After coating, the silicon wafer was prebaked at 140 ° C. for 5 minutes to prepare a p-type impurity diffusion composition film 52.

次に、図5の(b)に示すように、n型不純物拡散性組成物(OCD T−1、東京応化工業製)を、公知の塗布法でプリベーク膜厚が500nm程度になるように別のシリコンウェハー61に塗布した。塗布後、シリコンウェハーを140℃で5分間プリベークし、n型不純物拡散組成物塗膜64を作製した。 Next, as shown in FIG. 5 (b), the n-type impurity diffusible composition (OCD T-1, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was separately prepared by a known coating method so that the prebake film thickness was about 500 nm. Was applied to the silicon wafer 61 of. After coating, the silicon wafer was prebaked at 140 ° C. for 5 minutes to prepare an n-type impurity diffusion composition coating film 64.

続いて、図5の(c)に示すように、上記p型不純物拡散組成物膜52が形成されたシリコンウェハー51と、n型不純物拡散組成物膜64が形成されたシリコンウェハー61とを、5mmの間隔を空けて対面させて電気炉内に配置し、窒素:酸素=99:1(体積比)の雰囲気下、900℃で30分間維持して不純物を熱拡散させた。これにより、図5の(d)に示すように、シリコンウェハー51にはp型不純物拡散層53が、シリコンウェハー61にはn型不純物拡散層65が、それぞれ形成された。 Subsequently, as shown in FIG. 5C, the silicon wafer 51 on which the p-type impurity diffusion composition film 52 was formed and the silicon wafer 61 on which the n-type impurity diffusion composition film 64 was formed were formed. Impurities were placed in an electric furnace facing each other at intervals of 5 mm and maintained at 900 ° C. for 30 minutes in an atmosphere of nitrogen: oxygen = 99: 1 (volume ratio) to diffuse impurities. As a result, as shown in FIG. 5D, a p-type impurity diffusion layer 53 was formed on the silicon wafer 51, and an n-type impurity diffusion layer 65 was formed on the silicon wafer 61.

熱拡散後、各シリコンウェハーを、5重量%のフッ酸水溶液に23℃で1分間浸漬させて、硬化した拡散剤を剥離した(図5の(e))。 After thermal diffusion, each silicon wafer was immersed in a 5 wt% hydrofluoric acid aqueous solution at 23 ° C. for 1 minute to peel off the cured diffuser (FIG. 5 (e)).

その後、シリコンウェハー51に対して、二次イオン質量分析装置IMS7f(Camera社製)を用いて、リン元素の表面濃度分布を測定した。リン元素の表面濃度が低い方が対面のn型不純物拡散組成物から拡散するリン元素へのバリア性が高いことを意味する。得られたリン元素の表面濃度が1017以下のものをexcellent(A)、1017を上回り1018以下のものをgood(B)、1018を上回り1019以下のものをnot bad(C)、1019を上回るものをbad(D)と判定した。Then, the surface concentration distribution of the phosphorus element was measured on the silicon wafer 51 using a secondary ion mass spectrometer IMS7f (manufactured by Camera). The lower the surface concentration of the phosphorus element, the higher the barrier property to the phosphorus element diffused from the facing n-type impurity diffusion composition. Surface concentration of the resulting elemental phosphorus excellent ones 10 17 or less (A), those of 10 17 to greater than 10 18 or less good (B), 10 18 to greater than 10 19 or less of those of not bad (C) Those exceeding 10 19 were judged to be bad (D).

(6)スクリーン印刷性
スクリーン印刷により各実施例及び比較例の不純物拡散組成物をストライプ状にパターニングし、そのストライプ幅精度を確認した。
(6) Screen Printability The impurity diffusion compositions of each Example and Comparative Example were patterned in stripes by screen printing, and the stripe width accuracy was confirmed.

基板としては、一辺156mmのn型単結晶シリコンからなる半導体基板を用意し、スライスダメージや自然酸化物を除去するために、両表面をアルカリエッチングした。この際、半導体基板の両面には典型的な幅が40〜100μm、深さ3〜4μm程度の無数の凹凸が形成され、これを塗布基板とした。 As a substrate, a semiconductor substrate made of n-type single crystal silicon having a side of 156 mm was prepared, and both surfaces were alkali-etched in order to remove slice damage and natural oxides. At this time, innumerable irregularities having a typical width of 40 to 100 μm and a depth of about 3 to 4 μm were formed on both sides of the semiconductor substrate, and these were used as coated substrates.

スクリーン印刷機(マイクロテック(株)TM−750型)を用い、スクリーンマスクとしては幅200μm、長さ13.5cmの開口部をピッチ600μmで175本形成したもの(SUS(株)製、400メッシュ、線径23μm)を用い、ストライプ状のパターンを形成した。 Using a screen printing machine (Microtech Co., Ltd. TM-750 type), 175 screen masks with a width of 200 μm and a length of 13.5 cm were formed at a pitch of 600 μm (SUS Co., Ltd., 400 mesh). , Wire diameter 23 μm) was used to form a striped pattern.

p型不純物拡散組成物をスクリーン印刷後、空気中にて基板を140℃で5分間、さらに230℃で30分間加熱することで、厚さ約1.5μm、幅約210μm、ピッチ600μm、長さ13.5cmのパターンを形成した。 After screen printing the p-type impurity diffusion composition, the substrate is heated in air at 140 ° C. for 5 minutes and then at 230 ° C. for 30 minutes to obtain a thickness of about 1.5 μm, a width of about 210 μm, a pitch of 600 μm, and a length. A 13.5 cm pattern was formed.

ここで任意の1本のラインについて等間隔で10点につきライン幅を測定し、塗布幅の標準偏差が12.5μm以内のものをexcellent(A)、12.5μmを上回り15μm以内のものをgood(B)、15μmを上回り17.5μm以内のものをbad(C)、17.5μmを上回り20μm以内のものをworse(D)と判定した。 Here, the line width is measured at 10 points at equal intervals for any one line, and the one with a standard deviation of the coating width of 12.5 μm or less is excellent (A), and the one with a coating width exceeding 12.5 μm and within 15 μm is good. (B), the one exceeding 15 μm and within 17.5 μm was judged as bad (C), and the one exceeding 17.5 μm and within 20 μm was judged as worst (D).

(7)スクリーン連続印刷性
上記スクリーン印刷性評価を10枚連続して行った際、にじみやかすれなどの塗布不良が発生しないものをgood、発生するものをbadとした。
(7) Continuous screen printability When the above screen printability evaluation was performed continuously for 10 sheets, those in which coating defects such as bleeding and blurring did not occur were rated as good, and those in which they did occur were rated as bad.

実施例1
(1)(A)ポリマーの合成
500mLの三口フラスコにTMSOXを55.64g(0.2mol)、GBLを67.75g仕込み、40℃で攪拌しながら水18gに硫酸0.11gを溶かした硫酸水溶液を30分かけて添加した。滴下終了後、40℃で1時間撹拌した後、70℃に昇温し、30分撹拌した。その後、オイルバスを115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから1時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。得られた溶液を氷浴にて冷却し、ポリシロキサン(TMSOX(100))溶液を得た。ポリシロキサン溶液の固形分濃度は40.0重量%であった。
Example 1
(1) (A) Synthesis of polymer 55.64 g (0.2 mol) of TMSOX and 67.75 g of GBL were charged in a 500 mL three-necked flask, and 0.11 g of sulfuric acid was dissolved in 18 g of water while stirring at 40 ° C. Was added over 30 minutes. After completion of the dropping, the mixture was stirred at 40 ° C. for 1 hour, then heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. Then, the temperature of the oil bath was raised to 115 ° C. The internal temperature of the solution reached 100 ° C. 1 hour after the start of temperature rise, and the mixture was heated and stirred for 1 hour (internal temperature was 100 to 110 ° C.). The obtained solution was cooled in an ice bath to obtain a polysiloxane (TMSOX (100)) solution. The solid content concentration of the polysiloxane solution was 40.0% by weight.

(2)不純物拡散組成物の作製
上記で合成したポリシロキサン12.54gと、ホウ酸1.26gと、GBL81.6gとを混合し、BYK−333を溶液全体に対して300ppmになるように添加し、均一になるように十分撹拌した。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
(2) Preparation of Impurity Diffusion Composition 12.54 g of the polysiloxane synthesized above, 1.26 g of boric acid, and 81.6 g of GBL are mixed, and BYK-333 is added so as to be 300 ppm with respect to the entire solution. And it was stirred well so that it became uniform. The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, and the barrier property were measured using the obtained solution, they were all good as shown in Table 2.

実施例2
(1)(A)ポリマーの合成
500mLの三口フラスコにTMSOXを55.64g(0.2mol)、KBM−103(フェニルトリメトキシシラン)を39.658g(0.2mol)、GBLを163.2g仕込み、40℃で攪拌しながら水36gに硫酸0.22gを溶かした硫酸水溶液を30分かけて添加した。滴下終了後、40℃で1時間撹拌した後、70℃に昇温し、30分撹拌した。その後、オイルバスを115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから1時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。得られた溶液を氷浴にて冷却し、ポリシロキサン(TMSOX(50)/PhTMS(50))溶液を得た。ポリシロキサン溶液の固形分濃度は40.3重量%であった。
Example 2
(1) (A) Synthesis of polymer 55.64 g (0.2 mol) of TMSOX, 39.658 g (0.2 mol) of KBM-103 (phenyltrimethoxysilane), and 163.2 g of GBL were charged in a 500 mL three-necked flask. A sulfuric acid aqueous solution prepared by dissolving 0.22 g of sulfuric acid in 36 g of water was added over 30 minutes with stirring at 40 ° C. After completion of the dropping, the mixture was stirred at 40 ° C. for 1 hour, then heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. Then, the temperature of the oil bath was raised to 115 ° C. The internal temperature of the solution reached 100 ° C. 1 hour after the start of temperature rise, and the mixture was heated and stirred for 1 hour (internal temperature was 100 to 110 ° C.). The obtained solution was cooled in an ice bath to obtain a polysiloxane (TMSOX (50) / PhTMS (50)) solution. The solid content concentration of the polysiloxane solution was 40.3% by weight.

(2)不純物拡散組成物の作製
上記で合成したポリシロキサン12.54gと、ホウ酸1.26gと、GBL81.6gとを混合し、BYK−333を溶液全体に対して300ppmになるように添加し、均一になるように十分撹拌した。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
(2) Preparation of Impurity Diffusion Composition 12.54 g of the polysiloxane synthesized above, 1.26 g of boric acid, and 81.6 g of GBL are mixed, and BYK-333 is added so as to be 300 ppm with respect to the entire solution. And it was stirred well so that it became uniform. The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, and the barrier property were measured using the obtained solution, they were all good as shown in Table 2.

実施例3
ポリシロキサンの組成を(TMSOX(5)/PhTMS(95))としたこと以外は、実施例2と同様にして不純物拡散組成物を得た。ポリシロキサン溶液の固形分濃度は40.6重量%であった。得られた不純物拡散組成物を用いて、粘度、TI値、保存安定性、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 3
An impurity diffusion composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that the composition of the polysiloxane was (TMSOX (5) / PhTMS (95)). The solid content concentration of the polysiloxane solution was 40.6% by weight. When the viscosity, TI value, storage stability, peelability, sheet resistance value, diffusion uniformity, and barrier property were measured using the obtained impurity diffusion composition, all were good as shown in Table 2. ..

実施例4
ポリシロキサンの組成を(TMSOX(95)/PhTMS(5))としたこと以外は、実施例2と同様にして不純物拡散組成物を得た。ポリシロキサン溶液の固形分濃度は40。0重量%であった。得られた不純物拡散組成物を用いて、粘度、TI値、保存安定性、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 4
An impurity diffusion composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that the composition of the polysiloxane was (TMSOX (95) / PhTMS (5)). The solid content concentration of the polysiloxane solution was 40.0% by weight. When the viscosity, TI value, storage stability, peelability, sheet resistance value, diffusion uniformity, and barrier property were measured using the obtained impurity diffusion composition, all were good as shown in Table 2. ..

実施例5
(1)(A)ポリマーの合成
500mLの三口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート18.2gを導入し100℃に昇温した。その後、OXE−10を5.1g、アクリル酸を2.1g、アゾビスイソブチロニトリル0.36g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート13.60gを混合した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、100℃でさらに10時間撹拌を続けた。得られた溶液を冷却し、アクリル(OXE−10(50)/アクリル酸(50))溶液を得た。
Example 5
(1) Synthesis of Polymer (A) 18.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was introduced into a 500 mL three-necked flask and the temperature was raised to 100 ° C. Then, a mixed solution of 5.1 g of OXE-10, 2.1 g of acrylic acid, 0.36 g of azobisisobutyronitrile, and 13.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added dropwise to the flask over 2 hours from the dropping funnel. Then, stirring was continued at 100 ° C. for another 10 hours. The obtained solution was cooled to obtain an acrylic (OXE-10 (50) / acrylic acid (50)) solution.

(2)不純物拡散組成物の作製
上記で合成したアクリル溶液12.54gと、ホウ酸1.26gと、GBL81.6gとを混合し、BYK−333を溶液全体に対して300ppmになるように添加し、均一になるように十分撹拌した。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
(2) Preparation of Impurity Diffusion Composition 12.54 g of the acrylic solution synthesized above, 1.26 g of boric acid and 81.6 g of GBL are mixed, and BYK-333 is added so as to be 300 ppm with respect to the entire solution. And stirred well so that it became uniform. The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, and the diffusion uniformity were measured using the obtained solution, all were good as shown in Table 2.

実施例6
実施例1で作製した不純物拡散組成物に、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 6
The thickeners shown in Table 1 were added to the impurity diffusion composition prepared in Example 1 so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the entire solution, and the rotation / revolution mixer ARE-310 (Shinky Co., Ltd.) (Manufactured) was dissolved (stirring: 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, the barrier property, the screen printability, and the screen continuous printability were measured using the obtained solution, all were good as shown in Table 2.

実施例7
実施例2で作製した不純物拡散組成物に、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 7
The thickeners shown in Table 1 are added to the impurity diffusion composition prepared in Example 2 so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the entire solution, and the rotation / revolution mixer ARE-310 (Shinky Co., Ltd.) (Manufactured) was dissolved (stirring: 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, the barrier property, the screen printability, and the screen continuous printability were measured using the obtained solution, all were good as shown in Table 2.

実施例8
実施例3で作製した不純物拡散組成物に、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 8
To the impurity diffusion composition prepared in Example 3, the thickeners shown in Table 1 were added so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the entire solution, and the rotation / revolution mixer ARE-310 (Shinky Co., Ltd.) (Manufactured) was dissolved (stirring: 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, the barrier property, the screen printability, and the screen continuous printability were measured using the obtained solution, all were good as shown in Table 2.

実施例9
実施例4で作製した不純物拡散組成物に、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 9
To the impurity diffusion composition prepared in Example 4, the thickeners shown in Table 1 were added so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the entire solution, and the rotation / revolution mixer ARE-310 (Shinky Co., Ltd.) (Manufactured) was dissolved (stirring: 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, the barrier property, the screen printability, and the screen continuous printability were measured using the obtained solution, all were good as shown in Table 2.

実施例10
実施例5で作製した不純物拡散組成物に、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 10
To the impurity diffusion composition prepared in Example 5, the thickeners shown in Table 1 were added so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the entire solution, and the rotation / revolution mixer ARE-310 (Shinky Co., Ltd.) (Manufactured) was dissolved (stirring: 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, the barrier property, the screen printability, and the screen continuous printability were measured using the obtained solution, all were good as shown in Table 2.

実施例11
ポリシロキサンの組成を(TMSOX(10)/PhTMS(90))としたこと以外は、実施例2と同様にして不純物拡散組成物を得た。ポリシロキサン溶液の固形分濃度は40。0重量%であった。得られた不純物拡散組成物を用いて、粘度、TI値、保存安定性、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 11
An impurity diffusion composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that the composition of the polysiloxane was (TMSOX (10) / PhTMS (90)). The solid content concentration of the polysiloxane solution was 40.0% by weight. When the viscosity, TI value, storage stability, peelability, sheet resistance value, diffusion uniformity, and barrier property were measured using the obtained impurity diffusion composition, all were good as shown in Table 2. ..

実施例12
ポリシロキサンの組成を(TMSOX(90)/PhTMS(10))としたこと以外は、実施例2と同様にして不純物拡散組成物を得た。ポリシロキサン溶液の固形分濃度は40。2重量%であった。得られた不純物拡散組成物を用いて、粘度、TI値、保存安定性、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 12
An impurity diffusion composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that the composition of the polysiloxane was (TMSOX (90) / PhTMS (10)). The solid content concentration of the polysiloxane solution was 40.2% by weight. When the viscosity, TI value, storage stability, peelability, sheet resistance value, diffusion uniformity, and barrier property were measured using the obtained impurity diffusion composition, all were good as shown in Table 2. ..

実施例13
実施例11で作製した不純物拡散組成物に、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 13
To the impurity diffusion composition prepared in Example 11, the thickeners shown in Table 1 were added so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the entire solution, and the rotation / revolution mixer ARE-310 (Shinky Co., Ltd.) (Manufactured) was dissolved (stirring: 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, the barrier property, the screen printability, and the screen continuous printability were measured using the obtained solution, all were good as shown in Table 2.

実施例14
実施例12で作製した不純物拡散組成物に、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、いずれも良好であった。
Example 14
The thickeners shown in Table 1 are added to the impurity diffusion composition prepared in Example 12 so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the entire solution, and the rotation / revolution mixer ARE-310 (Shinky Co., Ltd.) (Manufactured) was dissolved (stirring: 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Moreover, when the peelability, the sheet resistance value, the diffusion uniformity, the barrier property, the screen printability, and the screen continuous printability were measured using the obtained solution, all were good as shown in Table 2.

比較例1
500mLの三口フラスコにPVA(和光純薬製、重合度500)を20.8g、水144gを仕込み、撹拌しながら80℃に昇温し、1時間撹拌した。その後、GBL231.6gとホウ酸3.6gとを入れ、80℃で1時間撹拌した。40℃に冷却後、BYK−333を溶液全体に対して300ppmになるように添加し、均一になるように十分撹拌して不純物拡散組成物を得た。その後、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、保存安定性、バリア性、スクリーン連続印刷性に劣る結果となった。
Comparative Example 1
20.8 g of PVA (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., degree of polymerization 500) and 144 g of water were charged in a 500 mL three-necked flask, the temperature was raised to 80 ° C. with stirring, and the mixture was stirred for 1 hour. Then, 231.6 g of GBL and 3.6 g of boric acid were added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour. After cooling to 40 ° C., BYK-333 was added so as to be 300 ppm with respect to the whole solution, and the mixture was sufficiently stirred to be uniform to obtain an impurity diffusion composition. Then, the thickeners shown in Table 1 were added so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the whole solution, and dissolved using a rotation / revolution mixer ARE-310 (manufactured by Shinky Co., Ltd.) (stirring). : 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. When the peelability, sheet resistance value, diffusion uniformity, barrier property, screen printability, and screen continuous printability were measured using the obtained solution, as shown in Table 2, storage stability, barrier property, and screen were measured. The result was inferior in continuous printability.

比較例2
500mLの三口フラスコにトリメチロールプロパン20.8g、GBL231.6g、ホウ酸3.6gを入れ、80℃で1時間撹拌した。40℃に冷却後、BYK−333を溶液全体に対して300ppmになるように添加し、均一になるように十分撹拌して不純物拡散組成物を得た。その後、表1に記載の増粘剤を溶液全体に対して所定の重量%濃度になるように添加し、自転・公転ミキサーARE−310((株)シンキー製)を用いて溶解させた(撹拌:15分、脱泡:1分)。得られた溶液の粘度、TI値、保存安定性は表2に示す結果であった。また得られた溶液を用いて、剥離性、シート抵抗値、拡散均一性、バリア性、スクリーン印刷性、スクリーン連続印刷性を測定したところ、表2に示すとおり、拡散均一性とバリア性に劣る結果となった。
Comparative Example 2
20.8 g of trimethylolpropane, 231.6 g of GBL, and 3.6 g of boric acid were placed in a 500 mL three-necked flask, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour. After cooling to 40 ° C., BYK-333 was added so as to be 300 ppm with respect to the whole solution, and the mixture was sufficiently stirred to be uniform to obtain an impurity diffusion composition. Then, the thickeners shown in Table 1 were added so as to have a predetermined weight% concentration with respect to the whole solution, and dissolved using a rotation / revolution mixer ARE-310 (manufactured by Shinky Co., Ltd.) (stirring). : 15 minutes, defoaming: 1 minute). The viscosities, TI values, and storage stability of the obtained solutions are the results shown in Table 2. Further, when the peelability, sheet resistance value, diffusion uniformity, barrier property, screen printability, and screen continuous printability were measured using the obtained solution, as shown in Table 2, the diffusion uniformity and barrier property were inferior. The result was.

Figure 2019176716
Figure 2019176716

Figure 2019176716
Figure 2019176716

10、20、30、40 太陽電池
11、21、31、41 半導体基板
12、22、32、42、52 p型不純物拡散組成物膜
13、23、33、43、53 p型不純物拡散層
14、24、34、64 n型不純物拡散組成物膜
15、25、35、45、65 n型不純物拡散層
16、17、36 パッシベーション層
18、28、29、38、39 コンタクト電極
26 保護膜
26a 開口
51、61 シリコンウェハ−
100 拡散炉
110 拡散ボード
10, 20, 30, 40 Solar cells 11, 21, 31, 41 Semiconductor substrates 12, 22, 32, 42, 52 p-type impurity diffusion composition film 13, 23, 33, 43, 53 p-type impurity diffusion layer 14, 24, 34, 64 n-type impurity diffusion composition film 15, 25, 35, 45, 65 n-type impurity diffusion layer 16, 17, 36 Passion layer 18, 28, 29, 38, 39 Contact electrode 26 Protective film 26a Opening 51 , 61 Silicon Wafer
100 Diffusion furnace 110 Diffusion board

Claims (11)

(A)下記一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造を側鎖に含むポリマー(以下、(A)ポリマーと称する)、および(B)不純物拡散成分を含有する不純物拡散組成物。
Figure 2019176716
(一般式(1)および(2)中、R〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、または炭素数1〜8の有機基を示す。aは1〜4の整数を示し、aおよびaはそれぞれ独立に0〜2の整数を示す。a+aは0〜3の整数を示す。*はポリマーとの結合部分を示す。)
(A) A polymer containing at least one structure selected from the following general formulas (1) and (2) in the side chain (hereinafter referred to as (A) polymer), and (B) Impurity diffusion containing an impurity diffusion component. Composition.
Figure 2019176716
(In the general formulas (1) and (2), R 1 to R 14 independently represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 8 carbon atoms. A 1 represents an integer of 1 to 4, and a 2 and a 3 each independently represent an integer of 0 to 2 .a 2 + a 3 represents an integer of 0-3. * indicates the union of the polymer.)
前記(A)ポリマーが、シロキサンまたはアクリルからなるポリマーである請求項1記載の不純物拡散組成物。 The impurity diffusion composition according to claim 1, wherein the polymer (A) is a polymer composed of siloxane or acrylic. 前記(A)ポリマーが、下記一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造と、下記一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造とをそれぞれ少なくとも1種以上含むシロキサンからなるポリマーである請求項1記載の不純物拡散組成物。
Figure 2019176716
(R15は炭素数1〜8のアルキレン基を示す。R16は水酸基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜6のアシルオキシ基のいずれかを示す。R17およびR18は水酸基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。Xは一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造を示す。また、前記シロキサン構造中における一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造が占める割合は5〜100モル%未満である。)
The polymer (A) has at least one partial structure represented by any of the following general formulas (3) and (4) and a partial structure represented by any of the following general formulas (5) and (6). The impurity diffusion composition according to claim 1, which is a polymer composed of a siloxane containing more than one species.
Figure 2019176716
(R 15 represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. R 16 is a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. Indicates any of the acyloxy groups of ~ 6. R 17 and R 18 are hydroxyl groups, alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms, and 2 to 2 carbon atoms. It represents either an acyl group of 6 or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. X represents at least one structure selected from the general formulas (1) and (2), and the general formula in the siloxane structure. The proportion of the partial structure shown in any of (3) and (4) is less than 5 to 100 mol%.)
前記(A)ポリマーが、下記一般式(3)、(4)のいずれかで示される部分構造と、下記一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造からなり、R17が炭素数6〜15のアリール基であり、一般式(5)、(6)のいずれかで示される部分構造が占める割合が5〜95モル%である請求項3記載の不純物拡散組成物。The polymer (A) has a partial structure represented by any of the following general formulas (3) and (4) and a partial structure represented by any of the following general formulas (5) and (6), and R 17 The impurity diffusion composition according to claim 3, wherein is an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the proportion of the partial structure represented by any of the general formulas (5) and (6) is 5 to 95 mol%. 前記(A)ポリマーが、下記一般式(7)で示される部分構造と、下記一般式(8)で示される部分構造とをそれぞれ含むアクリルからなるポリマーである請求項1記載の不純物拡散組成物。
Figure 2019176716
(R19およびR21は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のフルオロアルキル基のいずれかを示す。R20は、炭素数1〜8のアルキレン基を示す。R22は、炭素数1〜4のアルキル基を示す。Xは一般式(1)および(2)から選ばれた少なくとも1つの構造を示す。aおよびaは0または1の整数を示し、aおよびaの少なくとも一方は1である。また、前記アクリルからなるポリマーにおける一般式(7)で示される部分構造が占める割合は5〜100モル%未満である。)
The impurity diffusion composition according to claim 1, wherein the polymer (A) is a polymer composed of an acrylic containing a partial structure represented by the following general formula (7) and a partial structure represented by the following general formula (8). ..
Figure 2019176716
(R 19 and R 21 each independently represent a hydrogen atom, a halogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 20 has 1 to 8 carbon atoms. R 22 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. X represents at least one structure selected from the general formulas (1) and (2). A 4 and a 5 represent 0. or 1 represents an integer, at least one of a 4 and a 5 1. in general moiety ratio structure occupied represented by (7) in the polymer comprising the acrylic is less than 5 to 100 mol% .)
(B)不純物拡散成分がホウ素化合物である請求項1〜5のいずれかに記載の不純物拡散組成物。 (B) The impurity diffusion composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the impurity diffusion component is a boron compound. 半導体基板に請求項1〜6のいずれかに記載の不純物拡散組成物を塗布して不純拡散組成物膜を形成する工程と、前記不純物拡散組成物膜から不純物を拡散させて半導体基板に不純物拡散層を形成する工程を含む半導体素子の製造方法。 A step of applying the impurity diffusion composition according to any one of claims 1 to 6 to a semiconductor substrate to form an impure diffusion composition film, and a step of diffusing impurities from the impurity diffusion composition film to diffuse impurities to the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of forming a layer. 半導体基板にn型不純物拡散組成物を塗布し、n型不純物拡散組成物膜を形成する工程と、前記工程後、p型不純物拡散組成物である請求項6記載の不純物拡散組成物を前記半導体基板に塗布してp型不純物拡散組成物膜を形成する工程と、当該半導体基板を加熱することにより、当該半導体基板にn型不純物拡散層とp型不純物拡散層とを同時に形成する工程を含む半導体素子の製造方法。 The step of applying the n-type impurity diffusion composition to a semiconductor substrate to form an n-type impurity diffusion composition film, and after the step, the impurity diffusion composition according to claim 6, which is a p-type impurity diffusion composition, is applied to the semiconductor. Includes a step of applying to a substrate to form a p-type impurity diffusion composition film and a step of simultaneously forming an n-type impurity diffusion layer and a p-type impurity diffusion layer on the semiconductor substrate by heating the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor element. 半導体基板の一方の面にp型不純物拡散組成物である請求項6記載の不純物拡散組成物を塗布してp型不純物拡散組成物膜を形成する工程と、前記半導体基板のもう一方の面に、n型不純物拡散組成物を塗布し、n型不純物拡散組成膜を形成する工程と、当該半導体基板を加熱することにより、当該半導体基板にp型不純物拡散層とn型不純物拡散層とを同時に形成する工程を含む半導体素子の製造方法。 The step of applying the impurity diffusion composition according to claim 6, which is a p-type impurity diffusion composition, to one surface of the semiconductor substrate to form a p-type impurity diffusion composition film, and on the other surface of the semiconductor substrate. , N-type impurity diffusion composition is applied to form an n-type impurity diffusion composition film, and by heating the semiconductor substrate, a p-type impurity diffusion layer and an n-type impurity diffusion layer are simultaneously formed on the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of forming. 複数の半導体基板を用いた半導体素子の製造方法であって、下記(a)〜(c)の工程を含み、(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半導体素子の製造方法。
(a)各半導体基板の一方の面に請求項1〜6のいずれか記載の不純物拡散組成物を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)前記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、前記半導体基板の他方の面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。
A method for manufacturing a semiconductor element using a plurality of semiconductor substrates, which includes the following steps (a) to (c), and in the steps (b) and (c), a set of two semiconductor substrates is used. A method for manufacturing a semiconductor device, in which the surfaces on which the first conductive type impurity diffusion composition film is formed are arranged so as to face each other.
(A) A step of applying the impurity diffusion composition according to any one of claims 1 to 6 to one surface of each semiconductor substrate to form a first conductive type impurity diffusion composition film.
(B) The semiconductor substrate on which the first conductive type impurity diffusion composition film is formed is heated to diffuse the first conductive type impurities into the semiconductor substrate to form a first conductive type impurity diffusion layer. The process of forming.
(C) The semiconductor substrate is heated in an atmosphere having a gas containing the second conductive type impurities to diffuse the second conductive type impurities on the other surface of the semiconductor substrate to diffuse the second conductive type impurities. The process of forming a diffusion layer.
請求項7〜10のいずれかに記載の半導体素子の製造方法を含む太陽電池の製造方法。 A method for manufacturing a solar cell, which comprises the method for manufacturing a semiconductor element according to any one of claims 7 to 10.
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Citations (5)

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WO2012090708A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 東亞合成株式会社 Method for manufacturing reactive polysiloxane solution
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012088610A (en) * 2010-10-21 2012-05-10 Toray Ind Inc Negative photosensitive resin composition and cured film using the same
WO2012090708A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 東亞合成株式会社 Method for manufacturing reactive polysiloxane solution
WO2012105163A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 東京応化工業株式会社 Composition for forming silicon-containing film, method for forming impurity-diffused layer, and solar cell
WO2015002132A1 (en) * 2013-07-04 2015-01-08 東レ株式会社 Impurity-diffusing composition and method for producing semiconductor element
JP2017103379A (en) * 2015-12-03 2017-06-08 東レ株式会社 Impurity diffusing composition and manufacturing method of semiconductor device using the same

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