KR20120122772A - 태양전지와 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

태양전지의 도프된 영역들이 형성되는 공정이 개시된다. 실리콘 기판의 제1 면에는 제1 도펀트로 도프된 제1 도프된 영역이 형성되고, 제1 면의 상에는 실리콘 산화막이 형성된다. 실리콘 산화막은, 제1 도프된 영역과 대응하는 제1 실리콘 산화막 및 제1 도프된 영역과 대응하지 않는 제2 실리콘 산화막을 가진다. 제1 실리콘 산화막은 제2 실리콘 산화막보다 두껍다. 실리콘 산화막에는 제2 도펀트가 주입되고, 제2 도프된 영역이, 제2 실리콘 산화막에 대응하는 실리콘 기판의 제1 면의 부분에 형성된다.

Description

태양전지와 그 제조 방법 {Solar cell and manufacturing method thereof}
본 발명은 태양전지 및 그것을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 도프된 영역이 형성되는 태양전지 및 그것을 제조하는 방법에 대한 것이다.
태양전지는, 실리콘 기판과 그것의 표면에 p-도프된 그리고 n-도프된 영역들을 가진다. 태양전지 상에 입사하는 태양광, 즉 광자들(photons)이 기판 내로 들어올 때, 기판에 전자-정공 쌍들이 생성되고, 생성된 전자들은 n-도프된 영역들로 이동하고, 생성된 정공들은 p-도프된 영역들로 이동한다. 상기 전자들과 정공들의 이동으로 광기전력 효과(photovoltaic effect)가 생기고, p-n 접합의 양단에 전위차가 발생한다. 또한, 자유 전자와 정공들이 각각 n-도프된 그리고 p-도프된 영역들로 이동하여, 전류가 발생된다. 전위차와 전류에 의해 발생된 전력이 태양전지에 연결된 부하회로에 공급되고, 결국 태양광에너지가 전기에너지로 변환된다.
후면접촉 태양전지(Back contact solar cell)은 기판, 반사방지층, 도프된 영역들, 보호막 및 접촉 전극들을 가진다. 기판은 단결정 실리콘(single crystal silicon) 또는 다결정 실리콘(poly crystal dilicon)의 웨이퍼 또는 플레이트이고, 전자들과 정공들이 이동하는 통로이다. 기판의 전면은 구조화된 것이고, 그것의 상에는 질화 실리콘 그리고/또는 산화 실리콘의 반사방지층이 있다. 전면과 마주보는 후면의 내에는 n-도프된 영역들과 p-도프된 영역들이 교대로 배치되어 있다. 후면의 상에는 보호층이 도포된다. 보호층은, 그것의 부분이 제거되어 비아홀들이 형성된다. 접촉 전극들은, 비아홀을 통과하여 도프된 영역들과 전기적으로 연결된다.
상기의 태양전지의 도프된 영역들과 반사방지막은 p-도프된 영역 형성 단계, 구조화된 전면 형성 단계, 반사방지막 형성 단계, n-도프된 영역 형성 단계의 순서로 제조된다. 도프된 영역들을 만드는 단계들은, 이산화 실리콘층들이 침적되는 단계들과 상기 이산화 실리콘층들이 선택적으로 식각되는 단계들을 가진다. 이산화실리콘층들이 침적되는 단계는, n-형 또는 p-형 물질이 포함된 도프된 이산화 실리콘 (doped silicon dioxide) 층과 도프되지 않은 이산화 실리콘 (undoped silicon dioxide) 층이 상압 화학기상증착 (Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition; APCVD)으로 적층되는 세부 단계들이다. 이산화 실리콘층들을 선택적으로 식각하는 세부단계는, 상기 이산화실리콘층들의 부분이 인쇄공정으로 이산화실리콘층의 상에 도포된 에치 리지스트에 의하여 선택적으로 식각되는 세부단계들을 포함한다.
전술된 태양전지의 제조 방법은, 도프된 영역들을 형성하기 위한 단계들의 수의 증가에 의한 공정의 복잡성과, 제조 비용의 증가의 문제가 발생한다. 따라서, 제조 공정의 단순성과 제조 비용의 감소가 요구된다.
전술된 방법으로 제조된 태양전지는, 그것의 서로 인접하는 반대의 극성으로 도프된 p-도프된 영역들과 n-도프된 영역들이 서로 접촉한다. 따라서, 접촉 부분들에서 광자들에 의해 발생된 전자-정공 쌍들은 용이하게 재결합(recombination) 할 수 있으므로, 태양전지의 태양광 에너지 사용효율이 낮아진다. 따라서, 태양전지는 서로 반대의 극성으로 도프되고 인접하는 영역들이 이격되도록 제조되는 것이 요망된다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조공정의 단순성과 낮은 제조 비용을 가지는 태양전지 및 그것의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 태양광 에너지 사용효율이 높은 태양전지 및 그것의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시에에 따른, 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정은, 제1 면 및 제1 면에 대향하는 제 2면을 가지는 실리콘 기판을 준비하는 단계, 실리콘 기판의 제1 면의 부분에 제1 도펀트로 도프된 제1 도프된 영역을 형성하는 단계, 제1 면의 상에 실리콘 산화막을 형성하여, 제1면의 제1 도프된 영역의 상의 제1 실리콘 산화막의 제1 두께가 제1 면의 제1 도펀트로 도프되지 않은 부분의 상의 제2 실리콘 산화막의 제2 두께보다 크도록 하는 단계, 제1 면의 외부에서 제2 도펀트를 상기 제1 면의 상에 도포된 제1 실리콘 산화막과 제2 실리콘 산화막에 주입하는 단계, 및 상기 제1 실리콘 산화막과 제2 실리콘 산화막 및 실리콘 기판을 열처리하여, 상기 제1 도프된 영역에 인접하는 제2 도프된 영역을 형성하는 단계를 가진다.
제1 도프된 영역을 형성하는 단계는, 제1 도펀트를 기판의 제1 면에 주입하는 단계와, 상기 주입된 제1 도펀트를 활성화 시키는 단계를 포함한다. 제1 면에 주입된 제1 도펀트를 활성화 시키는 단계와 제1 면에 실리콘 산화막을 형성시키는 단계는 동시에 이루어진다.
제1 실리콘 산화막의 두께는 약 1800 Å 이상이다.
제1 실리콘 산화막의 두께는 약 2000 Å 이상이다.
제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역은 이격된다.
제1 도프된 영역과 제2 도프된 영역의 사이에 제1 도프된 영역보다 낮은 농도의 제1 도펀트를 주입하는 단계와, 상기 제2 도프된 영역보다 낮은 농도의 제2 도펀트를 주입한다.
제1 도프된 영역과 제2 도프된 영역의 사이에 제1 도프된 영역보다 낮은 농도의 제1 도펀트를 주입하는 단계는, 상기 제1 도프된 영역에 제1 도펀트를 주입하는 단계와 동시에 진행된다.
제1 도프된 영역과 제2 도프된 영역의 사이에 제1 도프된 영역보다 낮은 농도의 제1 도펀트를 주입하는 단계는, 제1 도프된 영역에 제1 도펀트를 주입하는 단계 후에 진행된다.
제1 도프된 영역과 제2 도프된 영역의 사이의 영역은 중화된 영역을 포함하고, 중화된 영역의 제1 도펀트의 농도는 제2 도펀트의 농도보다 높다.
제1 도프된 영역과 제2 도프된 영역의 사이의 영역은 중화된 영역을 포함하고, 상기 중화된 영역의 제1 도펀트의 농도는 상기 제2 도펀트의 농도보다 낮다.
제1 도프된 영역을 형성하는 공정은, 기판의 제1 면에, 최소 하나의 이온 투과부와 이온 투과부의 사이에 배치되는 이온 차단부를 가지는 하드 마스크를 근접시키는 단계, 및 기판의 제1 면의 상기 이온 투과부와 대응하는 부분에 제1 도펀트를 주입시킨다.
이온 투과부는 닫힌 다각형 형상이고, 최소 하나의 상기 이온 투과부는 인접하는 이온 투과부와 이격된다.
상기 하드 마스크에는 이온 투과부에 접하는 이온 반투과부가 더 포함된다.
도프된 영역을 형성하는 공정은, 제1 도프된 영역의 주변에 중화영역을 형성하는 단계를 더 포함하고, 중화 영역을 더 포함하는 단계는, 중화영역 형성용 이온 투과부와 인접하는 상기 중화영역 형성용 이온 투과부들의 사이에 배치된 이온 차단부를 가지는 중화영역 형성용 하드 마스크를 상기 기판의 제1 면에 근접시키는 단계, 및 상기 기판의 상기 제1 면의 상기 중화영역 형성용 하드 마스크의 상기 이온 투과부를 통과하는 상기 제1 도펀트를 상기 제1 면에 주입하는 단계를 포함하고, 상기 중화영역 형성용 이온 투과부는, 그것의 면적이 상기 제1 도프된 영역의 면적보다 크고, 상기 제1 도프된 영역의 위치에 대응하여 정렬된다.
제1 도프된 영역을 형성하는 단계 전에, 중화영역을 형성하는 단계가 진행된다.
제1 도프된 영역의 제1 도펀트는 n-형의 물질이고, 제2 도프된 영역의 제2 도펀트는 p-형의 물질이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지는, 제1 면과 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지는 실리콘 기판, 제1 면의 내에 형성된 제1 도펀트로 도프된 제1 도프된 영역, 제1 면의 내에 형성되고, 제1 도프된 영역에 인접하여 형성되고, 제2 도펀트로 도프된 제2 도프된 영역, 제1 도프된 영역의 상에 배치된 제1 실리콘 산화막, 및 제2 도프된 영역의 상에 배치된 제2 실리콘 산화막을 가지고, 상기 제1 실리콘 산화막은 상기 제2 실리콘 산화막보다 두껍다
제1 실리콘 산화막의 두께는 1800 Å이상이다.
제1 실리콘 산화막의 두께는 2000 Å이상이다.
제1 도프된 영역의 제1 도펀트가 제1 실리콘 산화막과 제2 실리콘 산화막에 포함된다.
제1 도프된 영역과 제2 도프된 영역은 이격된다.
제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역의 사이에는 중화영역이 배치되고, 상기 중화영역은 상기 제1 도펀트와 상기 제2 도펀트를 포함하는 영역이다.
중화영역의 상에는 제3 실리콘 산화막이 배치되고, 제3 실리콘 산화막의 두께는 제1 실리콘 산화막보다 작고, 제2 실리콘 산화막보다 크다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반도체 기판의 제1 면 상에 제1 도전형의 영역과 상기 제1 도전형과 반대인 제2 도전형의 영역을 가지는 태양전지의 제조 방법은, 제1 면 상에 제1 도전형의 영역을 형성하는 과정; 제1 면을 산화하는 과정을 포함하고, 제1 면 상의 산화에 의해 제1 도전형의 영역 상에 형성된 제1 산화막의 두께는 상기 제1 산화막을 제외한 상기 제1 면 상의 제2 산화막의 두께보다 더 두껍고, 제1 산화막을 자기정렬 마스크로 사용하여, 제2 도전형의 이온들의 주입에 의해 제2 도전형의 영역을 형성하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반도체 기판의 제1 면 상에 형성된 제1 도전형의 영역, 제1 도전형의 영역과 인접한 제1 면 상에 형성된 제1 도전형과 반대인 제2 도전형의 영역, 제1 도전형의 영역 상에 형성된 제1 산화막의 두께가 제2 도전형의 영역 상에 형성된 제2 산화막의 두께보다 더 두껍고, 제2 도전형의 영역이 형성되도록 제2 도전형의 이온 주입 시 제1 산화막은 마스크로서 사용되고, 상기 제2 산화막은 상기 이온 주입의 투과막으로 사용된다.
본 발명에 따른 자기정렬 마스크로 이용되는 실리콘 산화막으로 태양전지가 제조되면, 공정의 단계와 제조 원가 및 제조 시간이 감소되는 것과 가능하다. 또한, 반대 극성으로 도프된 영역들이 이격되므로, 태양전지의 효율이 개선될 수 있다.
도 1a 내지 도 1g는, 본 발명의 한 실시예에 따라 후면접촉 태양전지를 제조하는 공정들을 나타내는 개략적인 단면도이고,
도 2은 본 발명의 한 실시예에 따른, 이온 주입을 위한 하드 마스크의 개략적인 평면도이고,
도 3는 기판에 주입되는 도우즈들과 실리콘 산화막의 두께들의 관계를 나타내는 그래프이고,
도 4는 약 2,500 Å 두께의 실리콘 산화막들이 형성된 실리콘 기판들의 표면저항을 측정한 실험의 결과를 나타내는 그래프이고,
도 5은 실리콘 산화막의 깊이와 실리콘 산화막 내의 붕소 이온들의 분포의 관계를 도시한 시뮬레이션 그래프이고,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 n-도프된 영역이 형성되는 개략적인 단면도이고,
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 하드 마스크의 개략적인 부분 단면도이고,
도 7b 내지 도 7d는 도 7a의 하드 마스크의 사용에 의해, 도프된 영역들이 실리콘 기판에 형성되는 공정들의 개략적인 단면도들이고,
도 8a 내지 도 8b는 발명의 다른 실시예에 따라, 인이온의 두 번 주입에 의해 도프된 영역들이 형성되는 대략적인 단면도들이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따라 태양전지의 제조 방법이 상세히 설명된다. 본 명세서의 도면들과 상세한 설명에서 동일한 참조 번호들은 동일한 부품들 또는 구성요소들이라는 것을 유의하여야 한다. 또한, 본 명세서의 실시예들에 여러 수치들이 개시되고 있지만, 그러한 수치들이 청구범위들에 기재되지 않는 한, 그러한 수치들은 청구범위들을 한정하지 않음을 유의하여야 한다.
도 1a 내지 도 1g는, 본 발명의 한 실시예에 따라 후면접촉 태양전지가 만들어지는 과정을 나타내는, 기판의 전면과 후면 상에 형성되는 각 층들을 나타낸 개략적인 단면도들이다. 본 발명의 특징에 따라, 기판의 후면 내의 도프된 영역들의 표면의 상에서 성장된 실리콘 산화막은, 도프되지 않은 영역의 상에서 성장된 실리콘 산화막보다 두껍다. 그리고, 상기 도프된 영역들 상의 상대적으로 두꺼운 실리콘 산화막은, 도프되지 않은 영역들 내로 도판트들의 이온 주입을 하는 단계에서 자기 정렬 마스크(self-alignment mask)로 이용이 될 수 있다는 것을 유의하여야 한다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 제조에 사용되는 실리콘 기판의 개략적인 단면도가 도시된다. 실리콘 기판(102)은, (1, 1, 0)의 격자구조를 가지는 단결정 실리콘 웨이퍼에, n-형인 인(Phosphorus, P), 아세닉(Arsenic, As), 안티모니(Antimony, Sb) 및 이들의 혼합물 중 선택된 하나의 물질의 도판트들로서 낮게 도프된 웨이퍼이다. 예를 들어, 상기 기판은 인 원자가 1X1015 /cm3 의 농도로 도프된 기판일 수 있다. 기판은 다결정의 실리콘일 수도 있다. 상기 실리콘 기판은 반도체 기판이다.
태양광이 입사되는 기판(102)의 전면(110)은, 수산화 칼륨(potassium hydroxide, KOH)와 이소프로필알콜 (isopropyl alcohol) 또는 수산화 칼륨과 엔엠피(NMP, N-methyl-2-pyrrolidone)의 혼합용액으로 식각하는 것에 의해 구조화되고, 그것에 의해 랜덤 피라미드들과 같은 구조화된 전면(112)을 갖는다. 기판(102)의 후면(120)은, 그것의 결정 결함, 절단 결함, 자연 산화막, 또는 불필요한 불순물 등을 제거한 연마된 평탄한 표면을 갖는다. 기판(102)은 약 150 ㎛ 내지 약 170 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
도 1b를 참조하면, 구조화된 전면(112) 상에, 전면 필드층(front surface field layer, 114)이 형성되는 개략적인 단면도가 도시된다. 전면 필드층(114)은, 1.0X1013/cm2 내지 7X1015/cm2의 낮은 도스의 인 이온(phosphorus ion)이 구조화된 전면(112)에 주입 되는 단계와 활성화(activation) 되는 단계를 통하여 기판의 구조화된 전면(112)의 상에 형성된다. 전면 필드층(114)은 그것의 부근의 정공을 기판(102)의 내부와 후면(120) 방향으로 반사시켜, 태양전지의 태양광 에너지 사용 효율을 증가시킨다.
도 1c를 참조하면, n-이온 주입된 영역들(205)이, 기판(102)의 후면(120)에 형성되는 개략적인 단면이 도시된다. N-이온 주입된 영역들 또는 베이스 영역들(205)은, n-형 물질의 도펀트들로 기판의 미리 결정된 위치에 이온 주입 공정(ion implantation process)에 의하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 인 이온 주입 단계는, 상온의 챔버에서, 20KeV의 전기 에너지와, 약 1.5X1015 이온/cm2 내지 약 4.5X1015 이온/cm2의 도우즈로, 인 이온들이 약 800 nm만큼 깊이 실리콘에 주입되도록 행해질 수 있다. 이온 주입 단계에는, 이온 투과부(602)와 이온 차단부(606)를 가지는 하드 마스크(600)가 이용될 수 있다. 하드 마스크(600)는, 약 1mm 두께의 그라파이트(graphite) 또는 세라믹으로 만들어진 고내열성의 기판이고, 그것의 이온 투과부(602)는 레이져 빔의 가공에 의해 형성될 수 있다.
하드 마스크(600)의 이온 투과부(602)의 모양 및 위치는, 기판(102)의 n-이온 주입된 영역들(205)의 모양 및 위치와 실질적으로 같다. n-이온 주입된 영역들(205)은, 후술되는 공정에 의해서 n-도프된 영역들이 되므로, 이온 투과부(602)의 모양 및 위치는, n-도프된 영역의 모양 및 위치와 실질적으로 같다. 이것을 위하여, 하드 마스크(600)는 기판(102)의 후면(120)에 근접하여 배치된다. 예를 들어, 하드 마스크(600)는 기판(102)의 후면(120)과 약 500 ㎛의 거리로 이격될 수 있다. 본 실시예에 따른 이온 주입 단계는, 여러 실리콘 화합물의 막들이 화학기상증착 방법으로 만들어지고, 그 실리콘 화합물의 막들의 일부가 식각되는 공정들보다, 제조 공정이 단순하고 그것에 소요되는 비용이 낮을 수 있다.
본 실시예는, 기판의 전면(110)이 구조화된 후, 후면(120)에 n-이온 주입된 영역들(205)이 형성되는 것으로 설명되었지만, 후면의 단계들 후에 전면의 단계가 행해지는 것도 가능하다는 것은, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
n-이온 주입된 영역들(205)은 기판(102)의 후면(120)의 전체에 균일하게 분포되는 복수의 점 이온 주입된 영역(point ion implanted region)들일 수 있다. 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 기판의 후면에 n-이온 주입된 영역(205)이 형성되는 단계에 이용되는, 도 1c에 도시된 하드 마스크(600)의 개략적인 평면도가 도시된다. 하드 마스크(600)의 인접한 이온 투과부들(602)의 사이에는 이온 차단부(606)가 배치된다. 이온 투과부들(602)은, 각각 약 100 ㎛ 내지 약 800 ㎛의 직경을 가질 수 있고, 하드 마스크(600) 내에서 약 1000 ㎛ 내지 약 2000 ㎛의 간격들로 일정하게 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이온 투과부(602)의 모양, 크기 및 위치는, 기판(102)의 후면(120)에 형성되는 n-도프된 영역들(210)의 모양, 크기 및 위치와 실질적으로 동일하다.
본 실시예에 따라, n-이온 주입된 영역들(205)과 이온 투과부들(602)의 각각은 원형의 형상을 가지고, 기판의 후면(120)과 하드 마스크(600)에 분포되는 것을 설명하였지만, 달리 취한 방식으로, n-이온 주입된 영역들(205)과 이온 투과부들(602) 각각은, 타원형, 사각형 등의 다른 형상들 또는 줄기와 그 줄기로부터 분기되는 복수의 가지들을 가지는 선 형상을 가질 수도 있다.
상기 도 1c의 제조 단계 후, 미리 주입된 이온들의 활성화와 동시에 행해지는 산화막 형성 단계의 단면도가 도 1d에 도시된다. 실리콘 산화막(400)은, 기판(102)의 전면부와 후면부의 표면들(110, 120)상에 산화 공정에 의해 형성된 이산화 실리콘(silicon dioxide; SiO2)일 수 있다. 실리콘 산화막(400)을 형성 또는 성장시키기 위한 이온들의 활성화 및 산화 단계들은, 약 6:9의 부피비를 가지는 산소 가스와 수소 가스의 흐름율(flow ratio)에서 약 800 ℃ 내지 약 1000 ℃의 온도로 약 10분 내지 약 120분 동안 행해질 수 있고, 이것에 의해 이온 주입된 영역(205)은 도프된 영역(210)이 된다.
상기의 단계에서 형성된 실리콘 산화막들(400)의 하나는, 전면 필드층(114) 위에서 성장된 전면 실리콘 산화막(410)이다. 실리콘 산화막들(400)의 다른 하나는, 기판의 후면(120)에서 성장된 후면 보호막(420)이다. 후면 보호막(420) 중, n-이온 주입된 영역(210)들 상에 형성된 제1 실리콘 산화막(422)의 성장된 두께는, 주입된 이온의 농도에 비례한 두께를 가진다는 것을 본 발명자들은 발견하였다. 이에 따라, n-이온 주입된 영역들(205)의 활성화와 산화 단계에 의해 형성된 n-도프된 영역들(210) 상의 제1 실리콘 산화막(422)의 두께(t(SOL1))는, 도프되지 않은 영역들(124) 상의 제2 실리콘 산화막(424)의 두께(t(SOL2)) 보다 더 크다. 그리고, 실리콘 산화막은 기판에 수평한 방향으로도 형성되는 것이 고려될 때, 제1 실리콘 산화막(422)의 폭(w(SOL1))은 n-도프된 영역(210)의 폭(w(DR))보다 더 크다.
도 3를 참조하면, 약 20 KeV의 에너지에서 각 도우즈의 값들로 인-이온 주입된 영역들과 이온 주입되지 않은 영역들을 가지는 기판들이, 약 3:2의 부피비를 가지는 산소가스와 수소가스의 흐름율에서 약 45분 내지 약 50분 동안 약 900 ℃의 온도의 노 또는 챔버에서 산화된 데이터를 나타내는 실험의 그래프가 도시되어 있다. 그래프는, 이온 주입되지 않은 영역들 상에, 약 1,000 Å의 산화 실리콘이 성장되는 반면, 이온 주입의 양이 더 높은 영역들의 상에, 보다 더 두꺼운 산화 실리콘의 성장을 보여주고 있다. 예를 들어, 3.00X1015 이온/cm2의 도우즈에서, 인-이온 주입된 영역 상에 성장된 산화 실리콘의 두께는 약 2,500 Å이상이었다.
도 4를 참조하면, 두께로 약 2,500 Å의 산화 실리콘을 가지는 실리콘 기판이 붕소 이온 주입되고 충분한 열처리 후, 실리콘 기판의 표면 저항을 나타낸 실험의 그래프가 도시되어 있다. 붕소 이온 주입 단계는, 약 20 KeV 내지 40 KeV의 에너지와 1.5X1015 이온/cm2 내지 4.5X1015 이온/cm2의 도우즈에서 행해졌고, 열처리 단계는 약 1050 ℃의 온도에서 약 60분 동안 행해졌다. 그 후, 1:10의 불화수소(hydrogen fluoride; HF)와 탈이온수(deionized water)의 혼합용액 속에서 산화 실리콘이 제거 된 후, 실리콘 기판의 표면 저항이 측정되었다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 산화 실리콘이 성장되지 않은 실리콘 기판 상에 붕소 이온 주입된 실리콘 기판의 표면 저항 값들은, 두께로 약 2,500 Å의 산화 실리콘을 가지는 실리콘 기판 상에 붕소 이온 주입된 표면저항 값들 보다 훨씬 낮기 때문에, 약 1.5X1015 이온/cm2 내지 약 4.5X1015 이온/cm2의 도우즈와 약 20 KeV 내지 약 40 KeV의 에너지에서 붕소 이온 주입 시, 두께로 약 2,500 Å의 산화 실리콘은 마스크로 작용할 수 있다는 것을 확인 하였다.
상기 도 1d의 열처리에 의한 n-이온 주입된 영역들(205)의 활성화와 산화 단계들 후, p-이온 주입을 행하는 대략적인 단면도가 도 1e에 도시된다. 도 1d의 실리콘 기판(102)의 후면(120)에는, 붕소와 같은 p-형 물질의 이온이 주입되고, 그 후 실리콘 기판(102)의 열처리에 의해 주입된 이온들은 활성화 되고, p-도프된 영역들(250)이 형성된다. 붕소 이온들이 실리콘 기판에 주입될 때, 상대적으로 두꺼운 제1 실리콘 산화막(422)은, 전술된 바와 같이, 상기 붕소 이온이 실리콘 기판(102)의 내부로 주입되는 것을 방지하는 자기정렬 마스크(self-alignment mask, 500)로 이용된다. 반면, 제2 실리콘 산화막(424)은 상대적으로 얇으므로, 상기 붕소 이온이 실리콘 기판(102)의 내부로 주입된다. 따라서, 실리콘 기판(102)의 n-도프된 영역들(210)의 사이에는 붕소 이온으로 p-도프된 영역들(250)이 형성된다.
여기서, 제1 실리콘 산화막들(422)의 각각의 폭(w(SOL1))은 n-도프된 영역들(210)의 각각의 폭(w(nDR))보다 넓으므로, 실리콘 기판의 후면(120)의 p-도프된 영역들(250)은 n-도프된 영역들(210)과 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 인접하는 도프된 영역들(210, 250) 사이의 거리는 수백 Å 정도일 수 있다.
상기와 같이, n-도프된 영역(210) 위의 실리콘 산화막(422)이 자기정렬 마스크(500)로 사용되기 위하여, 붕소 이온들이 통과하지 못하는 실리콘 산화막의 두께의 임계값을 구하는 것이 필요하다. 도 5은, 실리콘 산화막의 깊이와 실리콘 산화막에 들어 있는 붕소 이온의 분포의 관계를 도시한 시뮬레이션 그래프이다. 시뮬레이션은, 붕소 이온들이 실리콘 막의 상에 성장된 실리콘 산화막에 주입되고 활성화 된 후, 실리콘 산화막의 깊이와 붕소 이온들의 농도의 관계를 알아 보는 것이고, 아래 <표 1>에 나열된 조건들이 이용됨에 유의하여야 한다.
시뮬레이션 프로그램 TRIM (Transport of Ions in Matter)
실리콘 막의 두께 500 nm
실리콘 산화막의 두께 180 nm
주입된 이온 붕소 이온
이온 주입 각도 6 도
(실리콘 산화막의 면에 수직한 방향 기준)
주입 에너지 20 KeV
주입된 평균거리 804 Å
주입된 평균거리의 표준편차 307 Å
시뮬레이션 결과에 따르면, 실리콘 산화막에 주입된 붕소 원자는 실리콘 산화막의 표면에서부터 약 1800 Å즉, 180nm)의 깊이까지 분포된다. 따라서, 실리콘 산화막은 약 1800 Å보다 두꺼운 것이 좋다고 발명자들은 생각하였다. 만약, 시뮬레이션이 약 10 퍼센트의 오차를 가진 것으로 가정하면, 붕소 이온을 통과시키지 않는 마스크로서 작용하는 실리콘 산화막은 2000 Å(약 200nm)보다 두꺼워야 좋다고 발명자들은 생각하였다.
도 1e의 실리콘 기판의 n-도프된 영역들(210)은, 도 1c 및 도 2과 관련하여, 전술된 바와 같이 일정간격으로 이격된 복수의 닫힌 다각형들 일 수 있다. 만약, n-도프된 영역들(210) 사이에 p-도프된 영역들(250)을 형성하는 단계에서, 상기의 두꺼운 실리콘 산화막(422)인 자기정렬 마스크(500)가 사용되지 않고, n-도프된 영역들(210)이 형성될 때에 이용되었던 것과 같은 하드 마스크가 이용된다면, 하드 마스크의 붕소 이온의 주입을 막아야 하는 복수의 이온차단부가 서로 이격되어 배치되어야 하므로, 하드 마스크의 제작이 불가능할 수 있다.
이러한 문제는, 이산화 실리콘층의 형성, 사진 마스크의 형성, 식각, 다른 이산화 실리콘층의 형성 및 확산과 같은 단계들에 의해 해결 될 수 있다. 그러나, 이러한 공정들은, 태양전지의 제조방법의 복잡성에 기인하여, 제조 비용과 시간의 증가를 요할 수 있다. 이에 반해, 본 발명의 두꺼운 실리콘 산화막을 자기정렬 마스크로 이용하는 공정은, 태양전지의 제조방법의 간단성 때문에, 제조 비용과 시간의 감소를 초래할 수 있다.
도 1f를 참조하면, 전면 실리콘 산화막(410)의 상에, 반사 방지막(116)이 형성되는 개략적인 단면도가 도시된다. 실리콘 기판 전면의 전면 실리콘 산화막(410) 상에는, 질화 실리콘과 같은 반사방지막(116)이 통상의 화학기상 증착 방법으로 형성된다. 반사방지막(116)은, 그것의 아래에 배치된 전면 실리콘 산화막(410) 및 높게 n-도프된 전면 필드층(114)과 함께 실리콘 기판(102)의 내부(102)에 들어간 빛이 외부로 빠져 나가는 것을 방지한다.
도 1g를 참조하면, 실리콘 기판의 후면에 비아홀들(150)을 통해 접촉 전극들(140, 145)이 형성되는 개략적인 단면도가 도시된다. 기판(102)의 후면(120) 내의 n-도프된 영역들(210)에 모인 전자들과 p-도프된 영역들(250)에 모인 정공들은 접촉 전극들(140, 145)을 통해 각각 외부 부하(도시되지 않음)와 연접속되지 않으면 안 된다. 이를 위하여, 비아홀들(150)이, 포토리쏘그라피 또는 스크린 인쇄 기술에 의해 n-도프된 또는/그리고 p-도프된 영역들(210, 250) 상의 제1 및 제2 실리콘 산화막들(422, 424)이 식각되어 형성된다. 비아홀들(150)에는, 구리, 티타늄, 텅스텐 또는 이들의 합금들 중 선택된 금속으로 만들어진 접촉 전극들(140, 145)이 배치될 수 있다는 것은, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 이해할 것이다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도시되지는 않았지만, 비아홀들(150)은, 후면 실리콘 산화막(420)의 상에 도프되지 않은 실리콘 글래스가 도포된 후, 상기 보호막과 도프되지 않은 실리콘 글래스의 일부가 제거되어 형성될 수도 있음을, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 이해할 것이다.
전술한 도 1a 내지 도 1g에 도시되고 설명된, 태양전지의 제조방법에서는, n-도프된 영역들(210)이 먼저 형성되고, p-도프된 영역들(250)이 나중에 형성되는 것이 설명되었지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조방법에서는, 그 반대의 순서로 태양전지를 제조하는 것이 가능하다. 다시 말해, n-도프된 영역들은, p-도프된 영역들의 형성 단계에서 p-도프된 영역들 상에 형성된 두꺼운 산화 실리콘을 자기정렬 마스크로 하여 형성될 수 있다는 것은, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 전술된 본 발명의 특징에 따라 이해 될 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도프된 영역의 상에서 두껍게 형성된 실리콘 산화막이 자기정렬 마스크로 이용되는 단계는, 후면접촉 태양전지의 제조방법 이외에도, n-도프된 영역과 p-도프된 영역이 인접하는 구조를 가지는 다른 모드의 태양전지의 제조방법에도 적용이 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, n-도프된 영역과 p-도프된 영역 중, 먼저 형성되는 도프된 영역은, 하드 마스크를 이용한 이온 주입 공정과 다른 방법으로 형성될 수도 있다. 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 실리콘 글래스 층들이 이용되어 n-도프된 영역이 형성되는 공정들의 개략적인 단면도들이 도시된다. 도 6a에 나타낸 바와 같이, 도프된 실리콘 글래스 층(710)과 에치 레지스트 층(730)이, 실리콘 기판(102)의 후면(120)의 상에 차례대로 도포된다. 도 6b에서 알 수 있는 바와 같이, 도 6a의 도프된 실리콘 글래스 층(710)은, 에치 레지스트층(730)의 마스크의 사용에 의해 식각되고, 열처리 단계에 의해 n-도프된 영역들(210)이 형성된다. 도 6c는, 도 6b의 도프된 실리콘 글래스 층(710)과 에치 리지스트 층(730)이 제거되고, 실리콘 기판(102)의 후면(120) 내에 n-도프된 영역들(210)이 형성된 공정을 나타낸다. 상기의 단계들 후, 도 1d 내지 도 1g와 관련하여 설명된 바와 같이 p-도프된 영역들이 형성되는 단계들이 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 서로 다른 극성들을 가지는 도프된 영역들이, 실리콘 기판의 한 면에서 서로 충분히 이격되어 배치되는 태양전지의 제조 방법에서는, 반투과부가 포함된 하드 마스크가 이용될 수 있다. 도 7a 내지 도 7d는, 실리콘 기판의 표면에 n-도프된 영역이 형성되는 단계에 이용되는 하드 마스크의 개략적인 부분 평면도와, 상기 하드 마스크의 사용에 의해 n-도프된 영역과, 상기 n-도프된 영역에 이격되는 p-도프된 영역이 형성되는 개략적인 단면도들이 도시된다. 하드 마스크는 도 1c에 도시된 것과 같이, 실리콘 기판의 한 면에 근접하여 배치되고, 인과 같은 n-형 물질의 이온을 통과시킨다는 것을 유의하여야 한다.
도 7a를 참조하면, 하드 마스크(600)는, 이온 차단부(606), 이온 투과부(602) 및 이온 반투과부(604)를 가진다. 이온 투과부(602)와 이온 차단부(606)는, 도 2과 관련되어 설명된 것이 적용될 수 있음에 유의하여야 한다. 이온 반투과부(604)는, 그것을 통과하는 이온의 수가 이온 투과부(602)를 통과하는 이온의 수보다 적고, 이온 차단부(606)를 통과하는 이온의 수보다 많은 부분이다. 이온 반투과부(604)는, 이온 투과부(602)의 주변에 배치되고, 그것의 두께가 이온 차단부(606)의 두께보다 작을 수 있다. 예를 들어, 이온 차단부(606)의 두께가 1mm인 경우, 이온 반투과부(604)는 그것보다 얇은 0.5 mm 일 수 있다. 달리 취한 방식으로, 이온 반투과부(604)는, 그것의 일부가 미세하게 제거된 복수의 미소 개구(minute opening, 도시되지 않음)를 가지는 것일 수 있다. 예를 들어, 이온 반투과부(604)의 폭이 100 ㎛ 라면, 지름 수 nm의 복수의 미소개구가 상기 이온 반투과부(604)에 배치될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 도 7a에 도시된 하드 마스크가 실리콘 기판의 표면(126)에 근접하여 배치되고, 인 이온들이 상기 하드 마스크를 통과하여 실리콘 기판의 표면(126)에 주입되는 개략적인 부분 단면도가 도시된다. 하드 마스크(600)의 이온 투과부(602)에 대응하는 실리콘 기판의 표면(126)의 부분에는, 인 이온들이 고농도로 주입된 제1 n-이온 주입된 영역(212)이 형성되고, 이온 반투과부(604)에 대응하는 기판의 표면(126)의 부분에는 인 이온들이 저농도로 주입된 제2 n-이온 주입된 영역(214)이 형성된다. 상기 이온 주입된 영역들(212, 214)은 기판의 노출된 표면뿐만이 아니라, 이온이 기판에 통상 주입되는 정도의 깊이를 의미한다는 것은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 쉽게 이해될 것이다.
도 7c를 참조하면, 도 7b에 도시된 실리콘 기판에 도 1d와 관련하여 전술된 실리콘 산화 단계에 의해, 실리콘 산화막이 형성되는 단면도가 도시된다. 전술한 바와 같이, 후면 실리콘 산화막(420)의 두께는, 실리콘 기판의 표면(126)의 n-도프된 영역(210)의 이온 농도에 비례하므로, 실리콘 산화막(420)은, 그것의 제1 실리콘 산화막(422)이 가장 두껍고, 제2 산화막(424)이 가장 얇고, 제3 산화막(426)이 다른 두 산화막들(422, 424)의 중간 정도로 두껍다.
도 7d를 참조하면, 도 7c에 도시된 실리콘 기판에 도 1e와 관련하여 전술된 붕소 이온이 주입되는 단면도가 도시된다. 실리콘 기판(102)의 표면(126)의 부분 중, 가장 얇은 두께의 제2 실리콘 산화막(424)의 영역에 대응하는 부분은 p-도프된 영역(250)이 된다. 반면, 저농도의 n-이온 주입된 영역인 제2 n-이온 주입된 영역(214)은, 그것에 주입된 미량의 붕소 이온들에 의하여 중화가 되고, 전자 또는 정공의 농도가 매우 낮거나 중성인 중화된 영역(230)이 될 수 있다. 따라서, 실리콘 기판 표면(126)의 n-도프된 영역(210)과 p-도프된 영역(250)은 상기 중화된 영역의 폭만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 중화된 영역(230)의 폭은 약 100 ㎛ 일 수 있다. 상술한 바와 같이, n-도프된 영역(210)과 p-도프된 영역(250)의 사이의 거리가 적절하게 넓어지면, 도프된 영역들(210, 250)에서 전자와 정공이 재결합하는 확률이 낮아지므로 태양전지의 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전술된 이온이 고농도로 주입된 제1 n-이온 주입된 영역(212)과 이온이 저농도로 주입된 제2 n-도프된 영역(214)은, 저농도의 인 이온들이 여러번 기판의 표면(126) 상에 주입되는 것 또는 고농도의 인 이온들과 저농도의 인 이온들이 각각 기판의 표면(126) 상에 주입되는 것에 의하여 형성될 수 있다. 도 8a 내지 도 8b를 참조하면, 인 이온의 주입이 두 번 행해지는 대략적인 단면도들이 도시된다. 도 8a에 도시된 제1 하드 마스크(610)는, 그것의 이온 투과부(612)의 폭(w(IPP1))이 고농도로 인 이온들이 주입된 제1 n-도프된 영역(216)의 폭(w(nDR1))과 실질적으로 동일하게 만들어 질 수 있다. 도 8b에 도시된 제2 하드 마스크(620)는, 도 8a의 제1 인 이온 주입 후에 행해지는 제2 인 이온 주입 에서 사용된다. 제2 하드 마스크(620)의 이온 투과부(622)의 폭(w(IPP2))은, 고농도로 인 이온이 주입된 제1 n-도프된 영역(216)의 폭(w(nDR1))과 저농도로 인 이온이 주입된 제2 n-이온 주입된 영역(218)의 폭들(w(nDR2))의 합일 수 있다.
달리 취한 방식으로, 상기 제1과 제2 인 이온 주입 단계들에 사용되는 하드 마스크들(610, 620)은 서로 사용되는 순서가 바뀔 수도 있다. 순서가 바뀌더라도, 실리콘 기판(102)에 형성되는 제1 및 제2 n-도프된 영역들(216, 218)의 모양과 면적은 실질적으로 같을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 인 이온이 실리콘 기판에 고농도와 저농도로 도프된 영역들(216, 218)은, 실리콘 기판의 표면(216)에 도포되는 포토 레지스트(photo resist)가 이용되는 포토리쏘그라피 공정으로 만들어 질 수 있다는 것은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 쉽게 이해할 것이다.

Claims (31)

  1. 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정에 있어서,
    제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제 2면을 가지는 실리콘 기판을 준비하는 단계,
    상기 실리콘 기판의 상기 제1 면의 부분에 제1 도펀트로 도프된 제1 도프된 영역을 형성하는 단계,
    상기 제1 면의 상에 실리콘 산화막을 형성하여, 상기 제1면의 상기 제1 도프된 영역의 상의 제1 실리콘 산화막의 제1 두께가 상기 제1 면의 상기 제1 도펀트로 도프되지 않은 부분의 상의 제2 실리콘 산화막의 제2 두께보다 크도록 하는 단계,
    상기 제1 면의 외부에서 제2 도펀트를 상기 제1 면의 상에 도포된 상기 제1 실리콘 산화막과 상기 제2 실리콘 산화막에 주입하는 단계, 및
    상기 제1 실리콘 산화막과 제2 실리콘 산화막 및 실리콘 기판을 열처리하여, 상기 제1 도프된 영역에 인접하는 제2 도프된 영역을 형성하는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역을 형성하는 단계는, 상기 제1 도펀트를 기판의 제1 면에 주입하는 단계와, 상기 주입된 제1 도펀트를 활성화 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제1 면에 주입된 상기 제1 도펀트를 활성화 시키는 단계와 상기 제1 면에 실리콘 산화막을 형성시키는 단계는 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1 실리콘 산화막의 두께는 약 1800 Å 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제1 실리콘 산화막의 두께는 약 2000 Å 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역은 이격된 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역은 100㎛ 이상 이격된 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역의 사이에 상기 제1 도프된 영역보다 낮은 농도의 상기 제1 도펀트를 주입하는 단계와, 상기 제2 도프된 영역보다 낮은 농도의 상기 제2 도펀트를 주입하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역의 사이에 상기 제1 도프된 영역보다 낮은 농도의 제1 도펀트를 주입하는 단계는, 상기 제1 도프된 영역에 제1 도펀트를 주입하는 단계와 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역의 사이에 상기 제1 도프된 영역보다 낮은 농도의 상기 제1 도펀트를 주입하는 단계는, 상기 제1 도프된 영역에 상기 제1 도펀트를 주입하는 단계 후에 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역의 사이의 영역은 중화된 영역을 포함하고, 상기 중화된 영역의 상기 제1 도펀트의 농도는 상기 제2 도펀트의 농도보다 높은 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역의 사이의 영역은 중화된 영역을 포함하고, 상기 중화된 영역의 제1 도펀트의 농도는 상기 제2 도펀트의 농도보다 낮은 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역을 형성하는 공정은, 상기 기판의 상기 제1 면에, 최소 하나의 이온 투과부와 상기 이온 투과부의 사이에 배치되는 이온 차단부를 가지는 하드 마스크를 근접시키는 단계, 및 상기 기판의 제1 면의 상기 이온 투과부와 대응하는 부분에 상기 제1 도펀트를 주입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  14. 제 13항에 있어서, 최소 하나의 상기 이온 투과부는 닫힌 다각형 형상이고, 하나의 상기 이온 투과부는 인접하는 이온 투과부와 이격된 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 하드 마스크에는 상기 이온 투과부에 접하는 이온 반투과부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 하드 마스크의 상기 이온 반투과부는 상기 이온 차단부의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 하드 마스크의 상기 이온 반투과부에는 상기 투과부보다 작은 면적을 가지는 최소 하나의 미소 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역의 주변에 중화영역을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 중화 영역을 더 포함하는 단계는, 중화영역 형성용 이온 투과부와 인접하는 상기 중화영역 형성용 이온 투과부들의 사이에 배치된 이온 차단부를 가지는 중화영역 형성용 하드 마스크를 상기 기판의 제1 면에 근접시키는 단계, 및 상기 기판의 상기 제1 면의 상기 중화영역 형성용 하드 마스크의 상기 이온 투과부를 통과하는 상기 제1 도펀트를 상기 제1 면에 주입하는 단계를 포함하고, 상기 중화영역 형성용 이온 투과부는, 그것의 면적이 상기 제1 도프된 영역의 면적보다 크고, 상기 제1 도프된 영역의 위치에 대응하여 정렬되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역을 형성하는 단계 후에, 상기 중화영역을 형성하는 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역을 형성하는 단계 전에, 상기 중화영역을 형성하는 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역의 제1 도펀트는 n-형의 물질이고, 상기 제2 도프된 영역의 제2 도펀트는 p-형의 물질인 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역을 만들기 위해, 제1 도펀트를 기판에 주입한 후, 기판을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 도프된 영역을 형성하는 공정.
  23. 광에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지에 있어서,
    제1 면과 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 가지는 실리콘 기판,
    상기 제1 면의 내에 형성된 제1 도펀트로 도프된 제1 도프된 영역,
    상기 제1 면의 내에 형성되고, 상기 제1 도프된 영역에 인접하여 형성되고, 제2 도펀트로 도프된 제2 도프된 영역,
    상기 제1 도프된 영역의 상에 배치된 제1 실리콘 산화막, 및
    상기 제2 도프된 영역의 상에 배치된 제2 실리콘 산화막을 가지고,
    상기 제1 실리콘 산화막은 상기 제2 실리콘 산화막보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 태양전지.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 제1 실리콘 산화막의 두께는 1800 Å 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제1 실리콘 산화막의 두께는 2000 Å 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  26. 제 23항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역의 제1 도펀트가 상기 제1 실리콘 산화막과 제2 실리콘 산화막에 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지.
  27. 제 23항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역은 이격된 것을 특징으로 하는 태양전지.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 제1 도프된 영역과 상기 제2 도프된 영역의 사이에는 중화영역이 배치되고, 상기 중화영역은 상기 제1 도펀트와 상기 제2 도펀트를 포함하는 영역인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 중화영역의 상에는 제3 실리콘 산화막이 배치되고, 상기 제3 실리콘 산화막의 두께는 상기 제1 실리콘 산화막보다 작고, 상기 제2 실리콘 산화막보다 큰 것을 특징으로 하는 태양전지.
  30. 반도체 기판의 제1 면 상에 제1 도전형의 영역과 상기 제1 도전형과 반대인 제2 도전형의 영역을 가지는 태양전지의 제조 방법에 있어서,
    상기 제1 면 상에 제1 도전형의 영역을 형성하는 과정;
    상기 제1 면을 산화하는 과정을 포함하고, 상기 제1 면 상의 산화에 의해 상기 제1 도전형의 영역 상에 형성된 제1 산화막의 두께는 상기 제1 산화막을 제외한 상기 제1 면 상의 제2 산화막의 두께보다 더 두껍고,
    상기 제1 산화막을 자기정렬 마스크로 사용하여, 상기 제2 도전형의 이온들의 주입에 의해 상기 제2 도전형의 영역을 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 태양전지의 제조 방법.
  31. 반도체 기판의 제1 면 상에 형성된 제1 도전형의 영역;
    상기 제1 도전형의 영역과 인접한 상기 제1 면 상에 형성된 상기 제1 도전형과 반대인 제2 도전형의 영역;
    상기 제1 도전형의 영역 상에 형성된 제1 산화막의 두께가 상기 제2 도전형의 영역 상에 형성된 제2 산화막의 두께보다 더 두껍고, 상기 제2 도전형의 영역이 형성되도록 상기 제2 도전형의 이온 주입시 상기 제1 산화막은 마스크로서 사용되고, 상기 제2 산화막은 상기 이온 주입의 투과막으로 사용됨을 특징으로 하는 태양전지.
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