TW201335119A - 不純物擴散層形成組成物、帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種不純物擴散層形成組成物，含有：含施體元素的化合物或含受體元素的化合物、分散介質以及脂肪酸醯胺。另外，本發明提供一種帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法，其包括：於半導體基板上的全部或一部分上施用上述不純物擴散層形成組成物，而形成不純物擴散層形成組成物層的步驟；以及對形成有上述不純物擴散層組成物層的半導體基板實施熱處理的步驟。

Description

不純物擴散層形成組成物、帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法

本發明是有關於一種不純物擴散層形成組成物、帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法，更詳細而言，本發明是有關於一種可於半導體基板的特定部分形成不純物擴散層的技術。

對現有的矽太陽電池元件(太陽電池單元)的製造步驟加以說明。

首先，為了促進光侷限效果(light confinement effect)而實現高效率化，準備於受光面側形成有紋理結構(textured structure)的p型半導體基板，繼而於氧氯化磷(POCl₃)、氮及氧的混合氣體環境中，於800℃~900℃下進行數十分鐘的熱處理， 均一地形成n型的不純物擴散層(n型擴散層)(氣相反應法)。於該現有方法中，由於使用混合氣體來進行磷的擴散，故不僅於作為受光面的表面上而且於側面及背面上亦形成有n型擴散層。因此，需要用以將側面的n型擴散層去除的側蝕刻(side etching)步驟。另外，形成於背面上的n型擴散層必須轉變成p⁺型擴散層。因此，於背面的n型擴散層上施用(apply)含有作為第13族元素的鋁的鋁膏後，進行熱處理，藉由鋁的擴散將n型擴散層轉變成p⁺型擴散層，同時獲得歐姆接觸(ohmic contact)。

與上述內容相關，亦提出有以下方法：代替氣相反應法而藉由含有磷酸二氫銨(NH₄H₂PO₄)等磷酸鹽的溶液的塗佈來形成n型擴散層(例如參照日本專利特開2002-75894號公報)。

另外，揭示有一種太陽電池元件的製造方法：將含有含施體元素的玻璃粉末及分散介質的n型擴散層形成組成物塗佈於半導體基板上，並進行熱擴散處理，藉此不於半導體基板的側面或背面上形成不需要的不純物擴散層，而於特定的區域中形成n型擴散層(例如參照國際公開第2011/090216號手冊)。

另一方面，以提高轉換效率為目的之太陽電池元件的結構已知有以下結構：與電極正下方的區域的施體元素的擴散濃度(以下亦簡稱為「擴散濃度」)相比較，降低電極正下方以外的區域的擴散濃度而成的選擇性射極(selective emitter)結構(例如參照L.Debarge,M.Schott,J.C.Muller,R.Monna，《太陽能材料與太陽能電池》(Solar Energy Materials & Solar Cells)74(2002)71-75.)。

於選擇性射極結構中，由於在電極正下方形成有擴散濃度高的區域(以下將該區域亦稱為「選擇性射極」)，故可降低電極與半導體基板的接觸電阻。進而，於形成有電極的區域以外，擴散濃度變得相對較低，故可提高太陽電池元件的轉換效率。為了構築此種選擇性射極結構，要求於數百μm的寬度內(約50 μm~200 μm)細線狀地形成不純物擴散層。

另外，於背面接觸式的太陽電池元件中，要求於背面上形成n型擴散部位與p⁺型擴散部位兩者而形成pn接合結構，故要求於特定部位以所需範圍形成不純物擴散層。

然而，日本專利特開2002-75894號公報中記載的方法與氣相反應法相同，磷化合物於擴散時揮散，故施體元素的擴散並非於選擇性區域內進行，而是於整個面上同樣地形成n型擴散層。

另外，於使用國際公開第2011/090216號手冊中記載的n型擴散層形成組成物的情形時，例如即便於半導體基板上細線狀地塗佈n型擴散層形成組成物而形成n型擴散層形成組成物層，亦有以下傾向：n型擴散層形成組成物層的線寬變寬，無法獲得所需的細線寬。若為了解決該課題而欲改變分散介質的含量、提高黏度，則有操作性差、塗佈本身無法進行的傾向。

本發明是鑒於以上的現有技術的課題而成，其目的在於提供一種不純物擴散層形成組成物、使用其的帶有不純物擴散層 的半導體基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法，上述不純物擴散層形成組成物可於施用至半導體基板上的一部分區域上而形成不純物擴散層形成組成物層時，抑制不純物擴散層形成組成物層的接觸面積於半導體基板上的面方向上擴大。

用以解決上述課題的方法如下。

<1>一種不純物擴散層形成組成物，含有：含施體元素的化合物或含受體元素的化合物、分散介質以及脂肪酸醯胺。

<2>如上述<1>所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述脂肪酸醯胺含有選自由下述通式(1)、通式(2)、通式(3)及通式(4)所表示的化合物所組成的組群中的至少一種，

R¹CONH₂．．．．(1)

R¹CONH-R²-NHCOR¹．．．．(2)

R¹NHCO-R²-CONHR¹．．．．(3)

R¹CONH-R²-N(R³)₂．．．．(4)

通式(1)、通式(2)、通式(3)及通式(4)中，R¹及R³分別獨立地表示碳數1~30的烷基或烯基，R²表示碳數1~10的伸烷基；R¹及R³可相同亦可不同。

<3>如上述<1>或<2>所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述脂肪酸醯胺含有：選自由硬脂酸醯胺、N,N'-亞甲基雙硬脂酸醯胺及硬脂酸二甲基胺基丙基醯胺所組成的組群中的至少一種。

<4>如上述<1>至<3>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述脂肪酸醯胺的分解溫度為400℃以下。

<5>如上述<1>至<4>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中更含有無機填料。

<6>如上述<5>所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述無機填料為燻製二氧化矽。

<7>如上述<6>所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述燻製二氧化矽的表面經疏水化處理。

<8>如上述<1>至<7>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述含施體元素的化合物為含有P(磷)的化合物。

<9>如上述<1>至<8>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述含施體元素的化合物為玻璃粒子的形態。

<10>如上述<9>所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述玻璃粒子含有：選自由P₂O₃及P₂O₅所組成的組群中的一種以上的含施體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂及MoO₃所組成的組群中的一種以上的玻璃成分物質。

<11>如上述<10>所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述玻璃粒子中的P₂O₃及P₂O₅的含有率為15質量%以上、80質量%以下。

<12>如上述<1>至<7>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述含受體元素的化合物含有B(硼)或Al(鋁)。

<13>如上述<12>所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述含受體元素的化合物為玻璃粒子的形態。

<14>如上述<13>所記載的不純物擴散層形成用組成物，其中上述玻璃粒子含有：選自由B₂O₃及Al₂O₃所組成的組群中的一種以上的含受體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂、MoO₃、GeO₂、Y₂O₃、CsO₂以及TiO₂所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質。

<15>如上述<14>所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述玻璃粒子中的B₂O₃及Al₂O₃的含有率為15質量%以上、80質量%以下。

<16>如上述<1>至<7>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述含受體元素的化合物為BN(氮化硼)。

<17>如上述<9>至<11>及<13>至<15>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中上述玻璃粒子的含有率為1質量%以上、80質量%以下。

<18>如上述<1>至<17>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中含有1質量%以上、30質量%以下的上述 脂肪酸醯胺。

<19>如上述<5>至<18>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中含有無機填料，且含有0.01質量%以上、20質量%以下的上述無機填料。

<20>如上述<1>至<19>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，其中於將剪切速度為0.01[s^-1]時的剪切黏度(25℃)設定為η^0.01、剪切速度為10[s^-1]時的剪切黏度(25℃)設定為η¹⁰時，以[log₁₀(η^0.01)-log₁₀(η¹⁰)]所表示的TI值為0.5~3.0。

<21>一種帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法，其包括：於半導體基板上的全部或一部分上施用如上述<1>至<20>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，形成不純物擴散層形成組成物層的步驟；以及對形成有上述不純物擴散層形成組成物層的上述半導體基板實施熱處理的步驟。

<22>一種太陽電池元件的製造方法，其包括：於半導體基板上的全部或一部分上施用如上述<1>至<20>中任一項所記載的不純物擴散層形成組成物，而形成不純物擴散層形成組成物層的步驟；對形成有上述不純物擴散層形成組成物層的上述半導體基板實施熱處理，而形成不純物擴散層的步驟；以及於所形成的上述不純物擴散層上形成電極的步驟。

根據本發明，可提供一種不純物擴散層形成組成物、使用其的帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法以及太陽電池 元件的製造方法，上述不純物擴散層形成組成物可於塗佈於半導體基板上的一部分區域上而形成不純物擴散層形成組成物層時，抑制不純物擴散層形成組成物層的接觸面積於半導體基板上的面方向上擴大。

10‧‧‧p型半導體基板

11‧‧‧n型擴散層形成組成物層

12、13‧‧‧n型擴散層

14‧‧‧抗反射膜

15‧‧‧表面電極

15'‧‧‧表面電極用金屬膏層

16‧‧‧p⁺型擴散層(高濃度電場層)

17‧‧‧背面的表面電極(背面電極)

30‧‧‧匯流電極

32‧‧‧指狀電極

圖1為概念性地表示本發明的太陽電池元件的製造步驟的一例的剖面圖。

圖2A為自表面觀察太陽電池元件的概略平面圖的一例。

圖2B為將圖2A的一部分放大表示的立體圖。

首先，對本發明的不純物擴散層形成組成物加以說明，繼而對使用不純物擴散層形成組成物的帶有不純物擴散層的半導體基板以及太陽電池元件的製造方法加以說明。

再者，於本說明書中，「步驟」一詞不僅是指獨立的步驟，即便於無法與其他步驟明確區分的情形時，只要可達成該步驟的預期目的，則亦包括在該用語中。另外，使用「~」表示的數值範圍表示包含「~」的前後所記載的數值分別作為最小值及最大值的範圍。進而，關於組成物中的各成分的量，於組成物中存在多種相當於各成分的物質的情形時，只要無特別說明，則是指存在於組成物中的該多種物質的合計量。另外，於本說明書中，所謂「含有率」，只要無特別記載，則表示相對於不純物擴散層形 成組成物100質量%的成分的質量%。

另外，於本說明書中，將n型的不純物擴散層形成組成物稱為n型擴散層形成組成物。將p型的不純物擴散層形成組成物稱為p型擴散層形成組成物。將n型的不純物擴散層稱為n型擴散層。將p型的不純物擴散層稱為p型擴散層。進而，將n型擴散層形成組成物及p型擴散層形成組成物統稱為不純物擴散層形成組成物。將n型擴散層及p型擴散層統稱為不純物擴散層。

<不純物擴散層形成組成物>

本發明的不純物擴散層形成組成物含有含施體元素的化合物或含受體元素的化合物、分散介質以及脂肪酸醯胺。進而，亦可考慮施用性等而視需要含有其他添加劑。

此處，所謂不純物擴散層形成組成物，是指以下材料：含有含施體元素的化合物或含受體元素的化合物，可藉由在塗佈於半導體基板上後使含施體元素的化合物中的施體元素或含受體元素的化合物中的受體元素向半導體基板中熱擴散，而於半導體基板形成不純物擴散層。

本發明的不純物擴散層形成組成物含有脂肪酸醯胺，故若於利用網版印刷機於半導體基板上進行印刷時施加應力，則黏度變低而顯示流動性，通過網版的網眼(mesh)而於半導體基板上形成與網版的圖案相對應的圖案狀的不純物擴散層形成組成物層作為印刷物。另一方面，暫時於半導體基板上作為印刷物而被形成的不純物擴散層形成組成物層只要不被施加應力，則黏度不 會變低，而成為可維持其形狀的狀態。因此，於將本發明的不純物擴散層形成組成物圖案狀地施用至半導體基板上而形成圖案狀的不純物擴散層形成組成物層時，可抑制以下情況：不純物擴散層形成組成物層發生液體流掛(sagging)，不純物擴散層形成組成物層的接觸面積於半導體基板上的面方向上擴大。

另外，藉由使用本發明的不純物擴散層形成組成物，可維持不純物擴散層形成組成物層的圖案形狀，故可於半導體基板中於與不純物擴散層形成組成物層相對應的區域中形成不純物擴散層。

尤其於含施體元素的化合物或含受體元素的化合物為玻璃粒子的形態的情形時，施體成分或受體成分即使於熱處理(煅燒)中亦不易揮散，故可更有效地抑制以下情況：因揮散氣體的產生而於所需的特定區域以外形成不純物擴散層。因此，於含施體元素的化合物或含受體元素的化合物為玻璃粒子的形態的情形時，可於半導體基板的特定區域中形成不純物濃度較其他區域更高的不純物擴散層。

因此，若應用本發明的不純物擴散層形成組成物，則亦可於選擇性射極結構的太陽電池元件的製造中，於與電極位置相對應的區域容易地形成不純物擴散層。

另外，若應用使用玻璃粒子的形態的含施體元素的化合物或含受體元素的化合物的不純物擴散層形成組成物，則與現有的氣相反應法不同，僅於所需部位形成不純物擴散層，而抑制於 不需要的部位形成不純物擴散層。因此，若應用本發明的不純物擴散層形成組成物，則不需要現有的使用氣相反應法的太陽電池元件的製造中所必需的側蝕刻步驟，從而步驟受到簡化。

另外，若應用使用玻璃粒子的形態的含施體元素的化合物的不純物擴散層形成組成物，則亦不需要將形成於背面的n型擴散層轉變成p⁺型擴散層的氣相反應法中的步驟。因此，背面的p⁺型擴散層的形成方法、背面電極的材質、形狀及厚度不受限制，應用的製造方法、材質及形狀的選擇變廣。另外，可抑制由背面電極的厚度所引起的半導體基板內的內部應力的產生，亦可抑制半導體基板的翹曲，詳細情況將於後述。

(含施體元素的化合物)

所謂施體元素，是指可藉由擴散至半導體基板中而形成n型擴散層的元素。施體元素可使用第15族的元素，可列舉P(磷)、Sb(銻)、As(砷)等。就安全性等觀點而言，含施體元素的化合物較佳為含有P及Sb的至少一者，更佳為P(磷)。

含施體元素的化合物並無特別限制，例如可列舉含施體元素的氧化物。含施體元素的氧化物可例示：P₂O₅、P₂O₃等施體元素單獨的氧化物；除了P₂O₅、P₂O₃等含施體元素的物質以外以玻璃成分物質作為構成成分的玻璃粒子(含施體元素的玻璃粒子)；含磷的氧化矽化合物、磷矽酸鹽、摻磷的矽粒子、磷酸鈣、磷酸、磷酸二氫銨等含磷的無機磷化合物；膦酸、亞膦酸、次膦酸(phosphinic acid)、三價膦酸(phosphinous acid)、膦、膦氧化 物、磷酸酯、亞磷酸酯等有機磷化合物。

這些中，較佳為使用選自由以下物質所組成的組群中的一種以上：P₂O₃、P₂O₅等施體元素單獨的氧化物；含施體元素的玻璃粒子；含磷的氧化矽化合物；以及於施體元素向半導體基板中的熱擴散時的熱處理溫度(例如800℃以上)下可變化為含有P₂O₅的化合物之化合物(磷酸二氫銨、磷酸、亞膦酸、次膦酸、三價膦酸、膦、膦氧化物、磷酸酯、亞磷酸酯等)，而且，這些中，更佳為使用熔點(於藉由熱擴散時的熱處理溫度可變化為含有P₂O₅的化合物之化合物的情況下，是指所生成的含有P₂O₅的化合物的熔點)為1000℃以下的化合物。其原因在於：熔點為1000℃以下的化合物於向半導體基板中熱擴散時容易成為熔融狀態，可使施體元素更均勻地擴散至半導體基板中。另外，即便為熔點超過1000℃的化合物，亦可藉由進一步添加熔點低於1000℃的化合物，而使施體元素自含施體元素的化合物經由熔點低於1000℃的化合物向半導體基板擴散。

另外，就於半導體基板中於塗佈有不純物擴散層形成組成物的區域以外的區域中將不純物濃度抑制得低的觀點而言，較佳為使用含施體元素的玻璃粒子或含磷的氧化矽化合物作為含施體元素的化合物，更佳為使用含施體元素的玻璃粒子作為含施體元素的化合物。

於含施體元素的化合物為玻璃粒子的情形時，該粒子的形態可為固體的粒子分散於分散介質中的狀態，亦可為一部分溶 解於分散介質中的狀態。粒子形狀可列舉大致球狀、扁平狀、塊狀、板狀、鱗片狀等。就製成不純物擴散層形成組成物的情形時的對基板的施用性及均勻擴散性的方面而言，粒子形狀理想的是大致球狀、扁平狀或板狀。

於含施體元素的化合物為固體的粒子狀的情形時，粒子的粒徑較佳為100 μm以下。於使用具有100 μm以下的粒徑的粒子的情形時，容易獲得平滑的不純物擴散層形成組成物層。進而，粒子的粒徑更理想的是50 μm以下。再者，上述粒子的粒徑的下限並無特別限制，較佳為0.01 μm以上，更佳為0.1 μm以上。

此處，含施體元素的化合物為固體的粒子狀時的粒子的粒徑表示體積平均粒徑，可藉由雷射散射繞射法粒度分布測定裝置等來測定。

此處，體積平均粒徑可檢測照射於粒子的雷射光的散射光強度與角度的關係，根據米氏(Mie)散射理論來計算。測定時的分散介質並無特別限制，較佳為使用成為測定對象的粒子不溶解的分散介質。

含施體元素的化合物亦可為溶解於分散介質中的狀態，於該情形時，用於製備不純物擴散層形成組成物的含施體元素的化合物的形狀並無特別限制。

上述含施體元素的化合物較佳為使用含施體元素的玻璃粒子的形態者。此處，所謂玻璃是指以下物質：對於其原子排列於X射線繞射光譜中確認不到明確的結晶狀態，具有不規則的 網目結構，且顯示玻璃轉移現象。藉由使用含施體元素的玻璃粒子，有可更有效地抑制施體元素向施用有不純物擴散層形成組成物的區域以外的擴散(亦稱為向外擴散(out diffusion))的傾向，可抑制於背面或側面上形成不需要的n型擴散層。即，藉由使本發明的不純物擴散層形成組成物含有含施體元素的玻璃粒子，可於更具選擇性的區域中形成n型擴散層。

對含施體元素的玻璃粒子加以詳細說明。再者，不純物擴散層形成組成物所含有的玻璃粒子於熱擴散時的熱處理(煅燒)溫度(約800℃~2000℃)下熔融，於n型擴散層上形成玻璃層。因此可進一步抑制向外擴散。形成n型擴散層後，形成於n型擴散層上的玻璃層可藉由蝕刻(例如氫氟酸水溶液)而去除。

含施體元素的玻璃粒子例如可含有含施體元素的物質及玻璃成分物質而形成。為了將施體元素導入至玻璃粒子中而使用的含施體元素的物質較佳為含有P(磷)及Sb(銻)的至少一者的化合物，更佳為含有P(磷)的化合物，進而佳為選自由P₂O₃及P₂O₅所組成的組群中的一種以上，特佳為P₂O₅。

含施體元素的玻璃粒子中的含施體元素的物質的含有率並無特別限制。例如就施體元素的擴散性的觀點而言，較佳為0.5質量%以上、100質量%以下，更佳為2質量%以上、80質量%以下。

進而，就施體元素的擴散性的觀點而言，上述含施體元素的玻璃粒子較佳為含有0.5質量%以上、100質量%以下的選自 由P₂O₃及P₂O₅所組成的組群中的一種以上作為含施體元素的物質，更佳為含有5質量%以上、99質量%以下，特佳為含有15質量%以上、80質量%以下。

另外，含施體元素的玻璃粒子視需要可藉由調整其成分比率來控制熔融溫度、軟化溫度、玻璃轉移溫度、化學耐久性等。含施體元素的玻璃粒子較佳為含有以下記載的玻璃成分物質的一種以上。

玻璃成分物質可列舉：SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、B_aO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂、WO₃、MoO₃、MnO、La₂O₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Y₂O₃、CsO₂、TiO2、GeO2、TeO₂、Lu₂O₃等。其中，較佳為使用選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂、MoO₃、GeO₂、Y₂O₃、CsO₂及TiO₂所組成的組群中的一種以上，更佳為使用選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂及MoO₃所組成的組群中的一種以上。

含施體元素的玻璃粒子的具體例可列舉：含有上述含施體元素的物質與上述玻璃成分物質兩者之系。具體可列舉：P₂O₅-SiO₂系(以含施體元素的物質-玻璃成分物質的順序記載，以下相同)、P₂O₅-K₂O系、P₂O₅-Na₂O系、P₂O₅-Li₂O系、P₂O₅-BaO系、P₂O₅-SrO系、P₂O₅-CaO系、P₂O₅-MgO系、P₂O₅-BeO系、P₂O₅-ZnO系、P₂O₅-CdO系、P₂O₅-PbO系、P₂O₅-V₂O₅系、P₂O₅-SnO 系、P₂O₅-GeO₂系、P₂O₅-TeO₂系等含有P₂O₅作為含施體元素的物質之系的玻璃粒子，代替上述P₂O₅而含有P₂O₃之系或含有Sb₂O₃之系的玻璃粒子等。

再者，亦可為P₂O₅-Sb₂O₃系、P₂O₅-As₂O₃系等般含有兩種以上的含施體元素的物質的玻璃粒子。

上文中例示了含有兩種成分的複合玻璃，亦可為P₂O₅-SiO₂-V₂O₅、P₂O₅-SiO₂-CaO等含有三種成分以上的物質的玻璃粒子。

上述玻璃粒子較佳為含有選自由P₂O₃、P₂O₅及Sb₂O₃所組成的組群中的一種以上的含施體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂、MoO₃、GeO₂、Y₂O₃、CsO₂及TiO₂所組成的組群中的一種以上的玻璃成分物質，更佳為含有選自由P₂O₃及P₂O₅所組成的組群中的一種以上的含施體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂及MoO₃所組成的組群中的一種以上的玻璃成分物質，進而佳為含有作為P₂O₅的含施體元素的物質以及選自由SiO₂、ZnO、CaO、Na₂O、Li₂O及BaO所組成的組群中的一種以上的玻璃成分物質。藉此，可使所形成的n型擴散層的片電阻更低。

於玻璃粒子含有選自由SiO₂及GeO₂所組成的組群中的玻璃成分物質(以下亦稱為「特定玻璃成分物質」)的情形時，玻 璃粒子中的特定玻璃成分物質的含有比率理想的是考慮熔融溫度、軟化溫度、玻璃轉移溫度、化學耐久性而適當設定。通常於玻璃粒子100質量%中，特定玻璃成分物質較佳為0.01質量%以上、80質量%以下，更佳為0.1質量%以上、50質量%以下。若為0.01質量%以上，則可高效地形成n型擴散層。另外，若為80質量%以下，則可更有效地抑制於未施用不純物擴散層形成組成物的部分的n型擴散層的形成。

玻璃粒子除了含有特定玻璃成分物質以外，亦可含有網目修飾氧化物(例如鹼氧化物、鹼土氧化物)以及單獨情況下不形成玻璃的中間氧化物的至少一種。具體而言，於P₂O₅-SiO₂-CaO系玻璃的情況下，作為網目修飾氧化物的CaO的含有比率較佳為1質量%以上、30質量%以下，更佳為5質量%以上、20質量%以下。

就擴散處理時的擴散性、液體流掛的觀點而言，玻璃粒子的軟化點較佳為200℃~1000℃，更佳為300℃~900℃。再者，玻璃粒子的軟化點是使用示差熱/熱重同時測定裝置藉由示差熱分析(Differential Thermal Analysis，DTA)曲線而求出。具體而言，可自DTA曲線的低溫起將第3個峰值的值設定為軟化點。

含施體元素的玻璃粒子是按以下順序來製作。

起初，稱量原料、例如上述含施體元素的物質及上述玻璃成分物質，並填充至坩堝中。坩堝的材質可列舉鉑、鉑-銠、銥、氧化鋁、石英、碳等，坩堝的材質是考慮熔融溫度、環境、與熔 融物質的反應性等而適當選擇。

繼而，利用電爐於與玻璃組成相對應的溫度下加熱而製成熔液。此時，理想的是以熔液變均勻的方式攪拌。繼而，將所得的熔液流出至氧化鋯基板、碳基板等上而將熔液製成玻璃。最後將玻璃粉碎而製成粉末狀。粉碎時可應用噴射磨機、珠磨機、球磨機等公知的方法。

另外，含施體元素的化合物亦可為含磷的氧化矽化合物。此處，對含磷的氧化矽化合物加以詳細說明。含磷的氧化矽化合物是指根據溶膠-凝膠反應將磷化合物與氧化矽前驅物作為起始原料而合成的化合物，表述成作含磷的氧化矽化合物以便可與上述玻璃粒子區分為合成方法不同。此處所謂溶膠-凝膠反應，是指作為氧化矽前驅物的矽酸酯(silicate)的水解與矽烷醇基的縮合反應，結果為形成以矽-氧鍵作為結構單元的經三維交聯而成的矽膠基質(silica-gel matrix)的反應。

使氧化矽前驅物與磷化合物反應所得的含磷的氧化矽化合物成為磷化合物分散於氧化矽(矽氧烷)的網目結構中的結構，故與磷化合物單獨情況下的性質大不相同，例如可抑制磷化合物的揮散性，故於在矽基板等半導體基板形成n型擴散層的高溫下可抑制向外擴散。

含磷的氧化矽化合物亦可藉由在添加至n型擴散層形成組成物中之前預先水洗，而將未包含在氧化矽(矽氧烷)的網目結構中的磷化合物去除。藉由如此般操作，可進一步抑制向外擴 散。

作為上述含磷的氧化矽化合物的合成方法，將作為氧化矽前驅物的烷氧化矽(silicon alkoxide)、磷化合物、溶膠-凝膠反應中所用的溶劑、水以及酸或鹼觸媒混合，於既定的溫度下將醇、水去除，藉此產生烷氧化矽的水解反應及脫水縮合反應，而可合成出於矽氧烷的網目結構中含有磷化合物的氧化矽化合物。另外，亦可抑制吸濕性，故可抑制與分散介質的反應及與水分的反應，亦可提高於不純物擴散層形成組成物中的化學穩定性。

烷氧化矽可例示甲氧化矽(silicon methoxide)、乙氧化矽、丙氧化矽、丁氧化矽等，就獲取的容易程度的方面而言，較佳為使用選自由甲氧化矽及乙氧化矽所組成的組群中的至少一種。

用於溶膠-凝膠反應中的溶劑只要是可溶解氧化矽前驅物的聚合物的溶劑，則並無特別限制，較佳為使用乙醇、異丙醇等醇類；乙腈、戊二腈、甲氧基乙腈、丙腈、苯甲腈等腈化合物；二噁烷、四氫呋喃等環狀醚類等。

該些溶劑可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。相對於氧化矽前驅物，溶劑的量較佳為100當量以下，更佳為1當量~10當量。若溶劑的量過多，則有氧化矽前驅物的溶膠-凝膠反應變慢的傾向。

進而，較佳為使用酸或鹼作為調節水解及脫水聚縮合的觸媒。鹼觸媒通常為氫氧化鈉等鹼金屬的氫氧化物、氨、氫氧化 四甲基銨等。酸觸媒可使用無機質子酸或有機質子酸。無機質子酸可列舉：鹽酸、硫酸、硼酸、硝酸、過氯酸、四氟硼酸、六氟砷酸、氫溴酸等。有機質子酸可列舉：乙酸、草酸、甲磺酸等。

溶膠於溶劑中的溶解度視觸媒的量而變化，故只要以溶膠成為可溶的溶解度的方式調節觸媒的使用量即可，具體而言，觸媒較佳為相對於氧化矽前驅物而以0.0001當量~1當量使用。

另外，亦可藉由將含有金屬的硝酸鹽、銨鹽、氯化物鹽、硫酸鹽等鹽的溶液添加至氧化矽前驅物的溶膠溶液中，繼而進行溶膠-凝膠反應，而製備含磷的氧化矽化合物。鹽並無特別限定，可列舉硝酸鋁、硝酸鐵、氧硝酸鋯(zirconium oxynitrate)、氯化鈦、氯化鋁、氧氯化鋯、氧硝酸鋯、硫酸鈦、硫酸鋁等。溶劑只要溶解鹽則並無特別限制，可使用：碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等碳酸酯化合物；3-甲基-2-噁唑烷酮、N-甲基吡咯啶酮等雜環化合物；二噁烷、四氫呋喃等環狀醚化合物；二乙醚、乙二醇二烷基醚、丙二醇二烷基醚、聚乙二醇二烷基醚、聚丙二醇二烷基醚等鏈狀醚化合物；甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚、聚乙二醇單烷基醚、聚丙二醇單烷基醚等醇化合物；乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油等多元醇類；乙腈、戊二腈、甲氧基乙腈、丙腈、苯甲腈等腈化合物；羧酸酯、磷酸酯、膦酸酯等酯化合物；二甲基亞碸、環丁碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等非質子極性物質；甲苯、二甲苯等低極性溶劑；二氯甲烷、氯化乙烯(ethylene chloride)等氯系溶劑；水等。

溶膠-凝膠反應中所用的磷化合物較佳為使用選自磷酸、磷酸氫銨鹽、五氧化二磷、三氧化二磷、亞磷酸、膦酸、亞膦酸、次膦酸、膦、磷酸酯及亞磷酸酯中的至少一種。這些中，較佳為使用磷酸酯或亞磷酸酯。藉由使用酯化合物，有以下傾向：於與烷氧化矽混合的狀態下進行溶膠-凝膠反應時，容易形成P-O-Si鍵，可抑制向外擴散。

上述磷酸酯可列舉通式(I)所表示的化合物，亞磷酸酯可列舉通式(II)所表示的化合物。此處，通式(I)或通式(II)中，R¹~R⁶分別獨立地為碳數1~12的一價有機基。

通式(I)及通式(II)中的R¹~R⁶所表示的一價有機基並無特別限制，可分別獨立地列舉烷基、具有官能基的有機基、具有雜原子的有機基及具有不飽和鍵的有機基。

R¹~R⁶所表示的烷基可為直鏈狀、分支狀及環狀的任一 種，較佳為直鏈狀或分支狀。另外，R¹~R⁶所表示的烷基較佳為碳數為1~10，更佳為碳數為1~6，進而佳為碳數為1~3。R¹~R⁶所表示的烷基具體可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。

R¹~R⁶所表示的具有官能基的有機基中，上述官能基可列舉氯基、溴基、氟基等。另外，R¹~R⁶所表示的具有官能基的有機基較佳為碳數為1~10，更佳為碳數為1~6，進而佳為碳數為1~3。R¹~R⁶所表示的具有官能基的有機基具體可列舉：氯乙基、氟乙基、氯丙基、二氯丙基、氟丙基、二氟丙基、氯苯基、氟苯基等。

R¹~R⁶所表示的具有雜原子的有機基中，雜原子可列舉氮原子、氧原子、硫原子。另外，R¹~R⁶所表示的具有雜原子的有機基較佳為碳數為1~12，更佳為碳數為1~6，進而佳為碳數為1~3。R¹~R⁶所表示的具有雜原子的有機基具體可列舉：二甲基胺基、二乙基胺基、二苯基胺基、甲基亞碸基、乙基亞碸基、苯基亞碸基等。

R¹~R⁶所表示的具有不飽和鍵的有機基較佳為碳數為2~10，更佳為碳數為2~8，進而佳為碳數為2~4。R¹~R⁶所表示的具有不飽和鍵的有機基具體可列舉：乙烯基(ethylenyl)、乙炔基(ethynyl)、丙烯基、丙炔基、丁烯基、丁炔基、苯基等。

其中，R¹~R⁶的一價有機基較佳為烷基，更佳為碳數為1~10的烷基。

溶膠-凝膠反應中所用的磷化合物較佳為使用選自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯及磷酸三丁酯中的至少一種。

含磷的氧化矽化合物中的磷化合物的含有率並無特別限制。例如就施體元素的擴散性的觀點而言，較佳為0.5質量%以上、99質量%以下，更佳為5質量%以上、95質量%以下。

(含受體元素的化合物)

所謂受體元素，是指可藉由擴散至半導體基板中而形成p型擴散層的元素。受體元素可使用第13族的元素，就安全性等觀點而言，較佳為含有B(硼)及Al(鋁)的至少一者。

含受體元素的化合物並無特別限制。含受體元素的金屬氧化物可例示：B₂O₃、Al₂O₃等受體元素單獨的氧化物；除了B₂O₃、Al₂O₃等含受體元素的物質以外以玻璃成分物質作為構成成分的玻璃粒子(含受體元素的玻璃粒子)；摻硼或鋁的矽粒子、氮化硼(BN)、硼酸鈣、硼酸等無機硼化合物；含硼的氧化矽化合物；烷氧化鋁、烷基鋁等有機鋁化合物等。

這些中，較佳為使用選自由以下物質所組成的組群中的一種以上：BN、B₂O₃、含受體元素的玻璃粒子、含硼的氧化矽化合物、以及於硼向半導體基板中熱擴散的溫度域(例如800℃以上)中可變化為含有B₂O₃的化合物之化合物(例如硼酸)。

另外，含受體元素的化合物較佳為BN粒子、含受體元素的玻璃粒子或含硼的氧化矽化合物粒子，更佳為BN粒子或含受體元素的玻璃粒子。藉由使用含受體元素的玻璃粒子或BN粒子， 有可更有效地抑制向外擴散的傾向，且可抑制以下情況：於施用有p型擴散層形成組成物的區域以外形成不需要的p型擴散層。即，藉由含有含受體元素的玻璃粒子或BN粒子，可於更具選擇性的區域中形成p型擴散層。

含受體元素的玻璃粒子例如可含有含受體元素的物質及玻璃成分物質而形成。為了將受體元素導入至玻璃粒子中而使用的含受體元素的物質較佳為含有選自由B₂O₃及Al₂O₃所組成的組群中的一種以上的化合物。

含受體元素的玻璃粒子中的含受體元素的物質的含有率並無特別限制。例如就受體元素的擴散性的觀點而言，較佳為0.5質量%以上、100質量%以下，更佳為2質量%以上、80質量%以下。

進而，就受體元素的擴散性的觀點而言，較佳為於不純物擴散層形成組成物中，含有0.5質量%以上、100質量%以下的選自由B₂O₃及Al₂O₃所組成的組群中的一種以上作為含受體元素的物質，更佳為含有5質量%以上、99質量%以下，進而佳為含有15質量%以上、80質量%以下，特佳為含有30質量%以上、80質量%以下。

於含受體元素的化合物為玻璃粒子的情形時，玻璃成分物質較佳為使用選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂、WO₃、MoO₃、Y₂O₃、CsO₂、TiO₂、TeO₂、La₂O₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅、GeO₂、Lu₂O₃ 及MnO所組成的組群中的至少一種，更佳為使用選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂、MoO₃、GeO₂、Y₂O₃、CsO₂及TiO₂所組成的組群中的至少一種，就將軟化點設定為上述規定的範圍內、另外減小與半導體基板的熱膨脹係數之差的觀點而言，進而佳為使用選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂及MoO₃所組成的組群中的至少一種。

玻璃粒子的具體例可列舉含有含受體元素的物質與上述玻璃成分物質兩者的玻璃粒子，可列舉：B₂O₃-SiO₂系(以含受體元素的物質-玻璃成分物質的順序記載，以下相同)、B₂O₃-ZnO系、B₂O₃-PbO系、B₂O₃單獨系等含有B₂O₃作為含受體元素的物質之系，Al₂O₃-SiO₂系等含有Al₂O₃作為含受體元素的物質之系等的玻璃粒子。

上文中例示了含有一種成分或兩種成分的玻璃粒子，亦可為B₂O₃-SiO₂-CaO等含有三種成分以上的玻璃粒子。

另外，亦可如Al₂O₃-B₂O₃系等般含有兩種以上的含受體元素的物質的玻璃粒子。

上述含受體元素的玻璃粒子(為玻璃粒子的形態的含受體元素的化合物)較佳為含有選自由B₂O₃及Al₂O₃所組成的組群中的至少一種含受體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、 SnO、ZrO₂、WO₃、MoO₃、Y₂O₃、CsO₂、TiO₂、TeO₂、La₂O₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅、GeO₂、Lu₂O₃及MnO所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質，更佳為含有選自由B₂O₃及Al₂O₃所組成的組群中的至少一種含受體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂、MoO₃、GeO₂、Y₂O₃、CsO₂及TiO₂所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質，進而佳為含有選自由B₂O₃及Al₂O₃所組成的組群中的至少一種含受體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂及MoO₃所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質，特佳為含有選自由B₂O₃及Al₂O₃所組成的組群中的至少一種含受體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO及ZrO₂所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質。

進而，玻璃粒子較佳為含有Al₂O₃作為含受體元素的物質，且含有選自由SiO₂、ZnO、CaO、Na₂O、Li₂O及BaO所組成的組群中的至少一種作為玻璃成分物質。相較於單獨使用作為含受體元素的物質的B₂O₃的情況，於該些成分物質並存的情形時，所形成的不純物擴散層的片電阻變得更低，另外可進一步抑制向外擴散。

於含受體元素的化合物為玻璃粒子的情形時，該粒子的形態及體積平均粒徑可列舉與上述含施體元素的玻璃粒子相同 者。含受體元素的化合物亦可為溶解於分散介質中的狀態，於該情形時，玻璃粒子的形狀並無特別限制。

含受體元素的玻璃粒子是以與上述含施體元素的玻璃粒子相同的順序而製作，其中將含施體元素的物質換成含受體元素的物質。

於使用氮化硼(BN)作為含受體元素的化合物的情形時，BN的結晶形態可為六方晶(hexagonal)、立方晶(cubic)、斜方六面體(rhombohedral)的任一種，就可容易地控制粒徑的方面而言，較佳為六方晶。

BN的製備方法並無特別限制，可利用通常的方法來製備。具體可例示：將硼粉末於氮氣流中加熱至1500℃以上的方法；使經熔解的硼酸酐與氮或氨於磷酸鈣的存在下反應的方法；使硼酸或硼化鹼與脲、胍、三聚氰胺等有機氮化合物於高溫的氮-氨環境中反應的方法；使熔解硼酸鈉與氯化銨於氨環境中反應的方法；使三氯化硼與氨於高溫下反應的方法等。即便為上述以外的製造方法亦毫無問題。上述製造方法中，就可獲得高純度的BN的方面而言，較佳為使用使三氯化硼與氨於高溫下反應的方法。

另外，含受體元素的化合物亦可為含硼的氧化矽化合物。此處，對含硼的氧化矽化合物加以詳細說明。含硼的氧化矽化合物是指根據溶膠-凝膠反應使硼化合物與氧化矽前驅物反應而合成的化合物，表述作含硼的氧化矽化合物以便可與上述玻璃粒子區分為合成方法不同。

使氧化矽前驅物與硼化合物反應所得的含硼的氧化矽化合物成為硼化合物分散於氧化矽(矽氧烷)的網目結構中的結構，故可抑制硼化合物的揮發性，於在矽基板等半導體基板形成p型擴散層的高溫下可抑制向外擴散。

含硼的氧化矽化合物亦可藉由在添加至p型擴散層形成組成物中之前預先水洗，而將未包含於氧化矽(矽氧烷)的網目結構中的硼化合物去除。藉由如此般操作，可更有效地抑制向外擴散。

上述含硼的氧化矽化合物的合成方法可列舉除了將磷化合物換成硼化合物以外，與上述含磷的氧化矽化合物的合成方法相同的方法。另外，烷氧化矽、溶膠-凝膠反應中所用的溶劑、用作調節水解及脫水聚縮合的觸媒的酸及鹼可列舉與上述含磷的氧化矽化合物的合成方法中列舉者相同者。

另外，亦可藉由將含有金屬的硝酸鹽、銨鹽、氯化物鹽、硫酸鹽等鹽的溶液添加至氧化矽前驅物的溶膠溶液中，繼而進行溶膠-凝膠反應，而製備含硼的氧化矽化合物。此處可使用的金屬的硝酸鹽、銨鹽、氯化物鹽、硫酸鹽及鹽的溶劑可列舉與上述含磷的氧化矽化合物的合成方法中列舉者相同者。

溶膠-凝膠反應中所用的硼化合物可列舉氧化硼、硼酸等。所謂氧化硼，是指B₂O₃所表示的化合物，可為結晶化物、亦可為玻璃質。所謂硼酸，是指H₃BO₃或B(OH)₃所表示的化合物。該些化合物溶解於水中而以H₃BO₃的狀態存在。除了氧化硼及硼 酸以外，只要是溶解於水中而形成H₃BO₃的化合物，則用作副原料的硼化合物的種類並無限制。溶解於水中而形成H₃BO₃的化合物例如可列舉硼酸酯。

上述硼酸酯可列舉下述通式(III)所表示的化合物。此處，通式(III)中的R⁷~R⁹分別獨立地為碳數1~12的有機基或氫原子，R⁷~R⁹中至少一個為有機基。

通式(III)中的R⁷~R⁹所表示的有機基並無特別限制，可分別獨立地列舉烷基、具有官能基的有機基、具有雜原子的有機基及具有不飽和鍵的有機基。

R⁷~R⁹所表示的烷基可為直鏈狀、分支狀及環狀的任一種，較佳為直鏈狀或分支狀。另外，R⁷~R⁹所表示的烷基較佳為碳數為1~10，更佳為碳數為1~6，進而佳為碳數為1~3。R⁷~R⁹所表示的烷基具體可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。

R⁷~R⁹所表示的具有官能基的有機基中，上述官能基可列舉氯基、溴基、氟基等。另外，R⁷~R⁹所表示的具有官能基的 有機基較佳為碳數為1~10，更佳為碳數為1~6，進而佳為碳數為1~3。R⁷~R⁹所表示的具有官能基的有機基具體可列舉：氯乙基、氟乙基、氯丙基、二氯丙基、氟丙基、二氟丙基、氯苯基、氟苯基等。

R⁷~R⁹所表示的具有雜原子的有機基中，雜原子可列舉氮原子、氧原子、硫原子。另外，R⁷~R⁹所表示的具有雜原子的有機基較佳為碳數為1~12，更佳為碳數為1~6，進而佳為碳數為1~3。R⁷~R⁹所表示的具有雜原子的有機基具體可列舉：二甲基胺基、二乙基胺基、二苯基胺基、甲基亞碸基、乙基亞碸基、苯基亞碸基等。

R⁷~R⁹所表示的具有不飽和鍵的有機基較佳為碳數為2~10，更佳為碳數為2~8，進而佳為碳數為2~4。R⁷~R⁹所表示的具有不飽和鍵的有機基具體可列舉：乙烯基、乙炔基、丙烯基、丙炔基、丁烯基、丁炔基、苯基等。

其中，R⁷~R⁹的一價有機基較佳為烷基，更佳為碳數1~10的烷基。

溶膠-凝膠反應中所用的硼酸酯較佳為使用選自由硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯及硼酸三丁酯所組成的組群中的至少一種。

不純物擴散層形成組成物中的含施體元素的化合物或含受體元素的化合物的含有率是考慮到塗佈性、含施體元素的化合物或含受體元素的化合物的擴散性等而決定。通常於不純物擴 散層形成組成物中，不純物擴散層形成組成物中的含施體元素的化合物或含受體元素的化合物的含有率較佳為0.1質量%以上、95質量%以下，更佳為1質量%以上、90質量%以下，進而佳為1質量%以上、80質量%以下，特佳為2質量%以上、50質量%以下，極佳為5質量%以上、20質量%以下。

若不純物擴散層形成組成物中的含施體元素的化合物或含受體元素的化合物的含有率為0.1質量%以上，則可充分形成不純物擴散層，若為95質量%以下，則不純物擴散層形成組成物中的含施體元素的化合物或含受體元素的化合物的分散性變良好，對半導體基板的塗佈性提高。

(分散介質)

本發明的不純物擴散層形成組成物含有分散介質。

所謂分散介質，是指於組成物中使上述含施體元素的化合物或含受體元素的化合物及脂肪酸醯胺分散或溶解的介質。具體而言，分散介質較佳為至少含有溶劑或水。另外，分散介質亦可除了溶劑或水以外還含有後述有機黏合劑。

溶劑可列舉：丙酮、甲基乙基酮、甲基正丙基酮、甲基異丙基酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、甲基正己基酮、二乙基酮、二丙基酮、二異丁基酮、三甲基壬酮、環己酮、環庚酮、甲基環己酮、2,4-戊二酮、丙酮基丙酮等酮系溶劑；二乙醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、二異丙醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、二噁烷、二甲基二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二 乙醚、乙二醇二正丙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇甲基正丙醚、二乙二醇甲基正丁醚、二乙二醇二正丙醚、二乙二醇二正丁醚、二乙二醇甲基正己醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚、三乙二醇甲基乙醚、三乙二醇甲基正丁醚、三乙二醇二正丁醚、三乙二醇甲基正己醚、四乙二醇二乙醚、四乙二醇甲基乙醚、四乙二醇甲基正丁醚、四乙二醇二正丁醚、四乙二醇甲基正己醚、四乙二醇二正丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二正丙醚、丙二醇二丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇甲基乙醚、二丙二醇甲基正丁醚、二丙二醇二正丙醚、二丙二醇二正丁醚、二丙二醇甲基正己醚、三丙二醇二甲醚、三丙二醇二乙醚、三丙二醇甲基乙醚、三丙二醇甲基正丁醚、三丙二醇二正丁醚、三丙二醇甲基正己醚、四丙二醇二甲醚、四丙二醇二乙醚、四丙二醇甲基乙醚、四丙二醇甲基正丁醚、四丙二醇二正丁醚、四丙二醇甲基正己醚、四丙二醇二正丁醚等醚系溶劑；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸-2-丁酯、乙酸正戊酯、乙酸-2-戊酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、乙酸甲基戊酯、乙酸-2-乙基丁酯、乙酸-2-乙基己酯、乙酸-2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、乙酸苄酯、乙酸環己酯、乙酸甲基環己酯、乙酸壬酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙酸二乙二醇甲醚、乙酸二乙二醇單乙醚、乙酸二丙二醇甲醚、乙酸二丙二醇乙醚、乙二醇二乙酸酯、乙酸甲氧基三甘醇酯、丙酸乙酯、丙酸正丁酯、丙 酸異戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸正戊酯、乙二醇甲醚丙酸酯、乙二醇乙醚丙酸酯、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯等酯系溶劑；乙腈、N-甲基吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、N-丙基吡咯啶酮、N-丁基吡咯啶酮、N-己基吡咯啶酮、N-環己基吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸等非質子性極性溶劑；甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、2-丁醇、第三丁醇、正戊醇、異戊醇、2-甲基丁醇、2-戊醇、第三戊醇、3-甲氧基丁醇、正己醇、2-甲基戊醇、2-己醇、2-乙基丁醇、第二庚醇、正辛醇、2-乙基己醇、2-辛醇、正壬醇、正癸醇、2-十一烷醇、三甲基壬基醇、2-十四烷醇、2-十七烷醇、苯酚、環己醇、甲基環己醇、苄基醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇等醇系溶劑；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單苯醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丁醚、二乙二醇單正己醚、乙氧基三甘醇、四乙二醇單正丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、三丙二醇單甲醚等二醇單醚系溶劑；α-松油醇(α-terpineol)、二氫松油醇(dihydroterpineol)等松油醇(terpineol)、α-松油烯、月桂油烯(myrcene)、別羅勒烯(allo-ocimene)、檸檬烯(limonene)、二戊烯、α-蒎烯、β-蒎烯、香芹酮(carvone)、羅勒烯(ocimene)、水芹烯(phellandrene) 等萜烯(terpene)系溶劑；水等。

該些溶劑中，酮系溶劑可較佳地使用丙酮，醚系溶劑可較佳地使用二乙二醇二正丁醚，酯系溶劑可較佳地使用乙酸-2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯，非質子性極性溶劑可較佳地使用N-甲基吡咯啶酮或N,N-二甲基甲醯胺，松油醇(terpineol)可較佳地使用α-松油醇(α-terpineol)或二氫松油醇(dihydroterpineol)，萜烯系溶劑可較佳地使用α-松油烯或α-蒎烯。這些可單獨使用一種或組合使用兩種以上。

再者，於製成不純物擴散層形成組成物的情形時，就對基板的塗佈性的觀點而言，較佳為選自由α-松油醇、二氫松油醇、二乙二醇單正丁基醚(丁基卡必醇)、乙酸二乙二醇單正丁醚(丁基卡必醇乙酸酯)及乙酸-2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯所組成的組群中的至少一種，更佳為選自由α-松油醇、二乙二醇單正丁醚及乙酸-2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯所組成的組群中的至少一種，進而佳為選自由α-松油醇及二乙二醇單正丁醚所組成的組群中的至少一種。

不純物擴散層形成組成物中的分散介質的含有率是考慮到塗佈性、施體元素或受體元素的濃度而決定。例如於不純物擴散層形成組成物中，分散介質的含有率較佳為5質量%以上、99質量%以下，更佳為20質量%以上、95質量%以下，進而佳為40質量%以上、90質量%以下。

(脂肪酸醯胺)

本發明的不純物擴散層形成組成物含有脂肪酸醯胺。脂 肪酸醯胺對不純物擴散層形成組成物賦予觸變性，從而賦予以下性質：若於一定溫度下施加應力則變為溶膠狀，若將其放置則再次回到凝膠狀。具體而言，利用網版印刷機於對象物上印刷不純物擴散層形成組成物時，若藉由刮刀(scraper)或刮板(squeegee)的運轉對所接觸的不純物擴散層形成組成物施加應力，則不純物擴散層形成組成物的黏度變低而顯示流動性，並通過網版的網眼而於對象物上形成印刷物。另外，暫時於對象物上作為印刷物而被形成的不純物擴散層形成組成物只要不被施加應力，則黏度不會變低而維持其形狀。

藉由使用脂肪酸醯胺，可對不純物擴散層形成組成物賦予適度的剪切黏度，可賦予良好的施用適性。具體而言，可適當調整後述觸變(thixotropic)特性(觸變性)的值。

即，藉由在不純物擴散層形成組成物中使用脂肪酸醯胺，於施用至半導體基板上的一部分區域上而形成不純物擴散層形成組成物層時，可抑制不純物擴散層形成組成物層的接觸面積於半導體基板上的面方向上擴大。另外，可於半導體基板的特定部位形成不純物濃度較其他區域高的不純物擴散層。

另外，脂肪酸醯胺可抑制於熱處理時產生殘渣。可認為其原因在於：脂肪酸醯胺的熱分解性佳(於約400℃以下分解)，不易產生來源於脂肪酸醯胺的殘渣。再者，於為了抑制於半導體基板上的面方向上不純物擴散層形成組成物層的接觸面積的擴大而使用無機材料的情形時，經過乾燥及脫脂而去除有機成分後， 無機材料亦殘存，於擴散處理時改變含施體元素的化合物或含受體元素的化合物的組成，結果可能對施體元素或受體元素的摻雜造成影響。

脂肪酸醯胺可列舉：通式(1)所表示的脂肪酸單醯胺、通式(2)或通式(3)所表示的N-取代脂肪酸醯胺、通式(4)所表示的N-取代脂肪酸醯胺胺等。

R¹CONH₂．．．．(1)

R¹CONH-R²-NHCOR¹．．．．(2)

R¹NHCO-R²-CONHR¹．．．．(3)

R¹CONH-R²-N(R³)₂．．．．(4)

通式(1)、通式(2)、通式(3)及通式(4)中，R¹及R³分別獨立地表示碳數1~30的烷基或烯基，R²表示碳數1~10的伸烷基。R¹及R³可相同亦可不同。

通式(1)、通式(2)、通式(3)及通式(4)中，R¹及R³所表示的烷基及烯基分別獨立地為碳數1~30。R¹所表示的烷基及烯基分別獨立，較佳為碳數5~25，更佳為碳數10~20，進而佳為碳數15~18。R³所表示的烷基及烯基分別獨立，較佳為碳數1~10，更佳為碳數1~6，進而佳為碳數1~3。R³較佳為碳數1~30的烷基，更佳為碳數1~10的烷基，進而佳為碳數1~6的烷基，特佳為碳數1~3的烷基。

R¹及R³所表示的碳數1~30的烷基及烯基分別獨立，可為直鏈狀、分支狀、環狀的任一種，較佳為直鏈狀或分支狀。

R¹及R³所表示的碳數1~30的烷基及烯基可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、異丁基、癸基、十二烷基、十八烷基、十六烯基(hexadecenyl)、二十一烯基等。

另外，R¹及R³所表示的碳數1~30的烷基及烯基可未經取代亦可具有取代基。此種取代基可列舉：羥基、氯基、溴基、氟基、醛基、醯基、硝基、胺基、磺酸基、烷氧基、醯氧基等。

通式(2)、通式(3)及通式(4)中，R²所表示的伸烷基分別獨立為碳數1~10，較佳為碳數1~8，更佳為碳數1~6，進而佳為碳數1~4。

R²所表示的碳數1~10的伸烷基具體可列舉：伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸辛基等。

通式(1)所表示的脂肪酸單醯胺的具體例可列舉：月桂酸醯胺、棕櫚酸醯胺、硬脂酸醯胺、油酸醯胺、芥酸醯胺(erucic acid amide)等。

另外，通式(2)所表示的N-取代脂肪酸醯胺的具體例可列舉：N,N'-伸乙基雙月桂酸醯胺、N,N'-亞甲基雙硬脂酸醯胺、N,N'-伸乙基雙硬脂酸醯胺、N,N'-伸乙基雙油酸醯胺、N,N'-伸乙基雙山萮酸醯胺、N,N'-伸乙基雙-12-羥基硬脂酸醯胺、N,N'-伸丁基雙硬脂酸醯胺、N,N'-六亞甲基雙硬脂酸醯胺、N,N'-六亞甲基雙油酸醯胺、N,N'-苯二甲基(xylylene)雙硬脂酸醯胺等。

另外，通式(3)所表示的N-取代脂肪酸醯胺的具體例可列舉：N,N'-二油基己二酸醯胺、N,N'-二硬脂基己二酸醯胺、N,N'- 二油基癸二酸醯胺、N,N'-二硬脂基癸二酸醯胺、N,N'-二硬脂基對苯二甲酸醯胺、N,N'-二硬脂基間苯二甲酸醯胺等。

另外，通式(4)所表示的N-取代脂肪酸醯胺胺的具體例可列舉：硬脂酸二甲基胺基丙基醯胺、硬脂酸二乙基胺基乙基醯胺、月桂酸二甲基胺基丙基醯胺、肉豆蔻酸二甲基胺基丙基醯胺、棕櫚酸二甲基胺基丙基醯胺、硬脂酸二甲基胺基丙基醯胺、山萮酸二甲基胺基丙基醯胺、油酸二甲基胺基丙基醯胺、異硬脂酸二甲基胺基丙基醯胺、亞麻油酸二甲基胺基丙基醯胺、蓖麻油酸二甲基胺基丙基醯胺、羥基硬脂酸二甲基胺基丙基醯胺、硬脂酸-N,N-雙(羥基甲基)胺基丙基醯胺、月桂酸二乙基胺基乙基醯胺、肉豆蔻酸二乙基胺基乙基醯胺、棕櫚酸二乙基胺基乙基醯胺、硬脂酸二乙基胺基乙基醯胺、山萮酸二乙基胺基乙基醯胺、油酸二乙基胺基乙基醯胺、亞麻油酸二乙基胺基乙基醯胺、蓖麻油酸二乙基胺基乙基醯胺、異硬脂酸二乙基胺基乙基醯胺、羥基硬脂酸二乙基胺基乙基醯胺、硬脂酸-N,N-雙(羥基乙基)胺基乙基醯胺、月桂酸二乙基胺基丙基醯胺、肉豆蔻酸二乙基胺基丙基醯胺、棕櫚酸二乙基胺基丙基醯胺、硬脂酸二乙基胺基丙基醯胺、山萮酸二乙基胺基丙基醯胺、油酸二乙基胺基丙基醯胺、亞麻油酸二乙基胺基丙基醯胺、蓖麻油酸二乙基胺基丙基醯胺、異硬脂酸二乙基胺基丙基醯胺、羥基硬脂酸二乙基胺基丙基醯胺、硬脂酸-N,N-雙(羥基乙基)胺基丙基醯胺等。

該些脂肪酸醯胺中，就對分散介質的溶解性的觀點而 言，較佳為使用選自由硬脂酸醯胺、N,N'-亞甲基雙硬脂酸醯胺及硬脂酸二甲基胺基丙基醯胺所組成的組群中的至少一種，更佳為使用選自由硬脂酸醯胺及N,N'-亞甲基雙硬脂酸醯胺中的至少一種。

脂肪酸醯胺較佳為於400℃以下蒸散或分解，更佳為於300℃以下蒸散或分解，進而佳為於250℃以下蒸散或分解。

脂肪酸醯胺的蒸散或分解的溫度的下限值並無特別限制。就使施用不純物擴散層形成組成物而形成的圖案狀的不純物擴散層形成組成物層的形狀於煅燒時以某種程度維持的觀點而言，脂肪酸醯胺的蒸散或分解較佳為80℃以上，更佳為100℃以上，進而佳為150℃以上。

脂肪酸醯胺的蒸散或分解溫度是藉由使用熱重分析裝置來檢視重量保持率成為20%以下的溫度而測定出。

脂肪酸醯胺可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。

相對於不純物擴散層形成組成物100質量%，脂肪酸醯胺的含有率較佳為1質量%以上、30質量%以下，更佳為3質量%以上、25質量%以下，進而佳為5質量%以上、20質量%以下。藉由將脂肪酸醯胺的含有率設定為1質量%以上、30質量%以下，有容易適當地賦予不純物擴散層形成組成物觸變特性的傾向。

於本發明的不純物擴散層形成組成物中，就進一步抑制殘渣的觀點而言，較佳為含施體元素的化合物或含受體元素的化合物具有450℃~900℃的軟化點，且脂肪酸醯胺具有40℃~400℃ 的蒸散或分解溫度，更佳為含施體元素的化合物或含受體元素的化合物具有450℃~850℃的軟化點，且脂肪酸醯胺具有60℃~380℃的蒸散或分解溫度的情形，進而佳為含施體元素的化合物或含受體元素的化合物具有500℃~800℃的軟化點，且脂肪酸醯胺具有150℃~350℃的蒸散或分解溫度的情形。

(其他添加劑)

本發明的不純物擴散層形成組成物除了含有含施體元素的化合物或含受體元素的化合物、脂肪酸醯胺以及分散介質以外，視需要可包含有機黏合劑、界面活性劑、無機粉末(無機填料)、烷氧基矽烷、矽酮樹脂、還原性化合物等。

-有機黏合劑-

本發明的不純物擴散層形成組成物亦可更包含一種以上的有機黏合劑。

藉由包含有機黏合劑，可調整作為不純物擴散層形成組成物的黏度，或賦予觸變性，對半導體基板的施用性進一步提高。有機黏合劑例如可適當選擇：醇酸樹脂；聚乙烯基縮丁醛樹脂；聚乙烯醇樹脂；聚丙烯醯胺樹脂；聚乙烯基醯胺樹脂；聚乙烯基吡咯啶酮樹脂；聚環氧乙烷樹脂；聚碸樹脂；丙烯醯胺烷基碸樹脂；纖維素醚、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基纖維素等纖維素衍生物；明膠、明膠衍生物；澱粉、澱粉衍生物；海藻酸鈉、海藻酸鈉衍生物；三仙膠、三仙膠衍生物；瓜爾膠(guar)、瓜爾膠衍生物；硬葡聚糖(scleroglucan)、硬葡聚糖衍生物；黃蓍膠 (tragacanth)、黃蓍膠衍生物；糊精(dextrin)、糊精衍生物；(甲基)丙烯酸樹脂；(甲基)丙烯酸烷基酯樹脂、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯樹脂等(甲基)丙烯酸酯樹脂；丁二烯樹脂；苯乙烯樹脂；以及這些的共聚物。這些可單獨使用一種或組合使用兩種以上。於使用有機黏合劑的情形時，就分解性、操作的簡便性的觀點而言，較佳為使用纖維素衍生物、(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂或聚環氧乙烷樹脂。

有機黏合劑的分子量並無特別限制，較佳為考慮到作為組成物的所需黏度而適當調整。再者，於包含有機黏合劑的情形時，於不純物擴散層形成組成物中，有機黏合劑的含量較佳為0.5質量%以上、30質量%以下，更佳為3質量%以上、25質量%以下，進而佳為3質量%以上、20質量%以下。

-界面活性劑-

本發明的不純物擴散層形成組成物亦可更含有一種以上的界面活性劑。

界面活性劑可列舉：非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑等。其中，就向半導體基板中帶入的重金屬等不純物少的方面而言，較佳為非離子系界面活性劑或陽離子系界面活性劑。

非離子系界面活性劑可例示：矽系界面活性劑、氟系界面活性劑、烴系界面活性劑等。其中，就於擴散等的加熱時迅速地被去除的方面而言，較佳為烴系界面活性劑。

烴系界面活性劑可例示：環氧乙烷-環氧丙烷的嵌段共聚物、炔屬乙二醇(acetylenic glycol)化合物等。就進一步減少半導體基板的片電阻值的不均的觀點而言，較佳為炔屬乙二醇化合物。

-無機填料-

本發明的不純物擴散層形成組成物亦可更含有一種以上的無機填料。

無機填料可例示：二氧化矽(氧化矽)、黏土、碳化矽、氮化矽等，這些中，較佳為使用含有二氧化矽作為成分的填料。此處，所謂黏土是指層狀黏土礦物，具體可列舉：高嶺石(kaolinite)、伊毛縞石(imogolite)、蒙脫石(montmorillonite)、膨潤石(smectite)、絹雲母(sericite)、伊萊石(illite)、滑石(talc)、矽鎂石(stevensite)、沸石(zeolite)等。

藉由添加無機填料，可更有效地抑制將不純物擴散層形成組成物塗佈、乾燥的步驟中的不純物擴散層形成組成物層的滲出及熱流掛的產生所致的圖案於半導體基板上的接觸面積的擴大。關於塗佈時所產生的滲出，一般認為藉由分散介質與無機填料進行相互作用，可抑制分散介質的滲出。另外，一般認為乾燥時的滲出及熱流掛是因為在使分散介質分解、揮發的100℃~500℃左右的溫度下，例如後述聚乙二醇等還原性化合物熔解而產生，但一般認為藉由使熔解的聚乙二醇與無機填料之間相互作用，可抑制滲出及熱流掛。

無機填料的布厄特(Brunauer-Emmett-Teller，BET)比表面積較佳為1 m²/g~300 m²/g，更佳為10 m²/g~200 m²/g。

無機填料中，較佳為使用燻製二氧化矽(Fumed Silica)。此處所謂燻製二氧化矽，是指超微粒子(BET比表面積為30 m²/g~500 m²/g)狀無水二氧化矽，是將四氯化矽等矽烷類於氧與氫的火焰中水解而製造。由於是利用氣相法來合成，故一次粒徑小，BET比表面積變大。藉由使用BET比表面積高的無機填料，有以下傾向：於乾燥步驟中，藉由與黏度變低的分散介質(溶劑)之間的物理性相互作用、凡德瓦爾力(van der Waals force)所引起的相互作用，容易抑制不純物擴散層形成組成物的黏度降低。BET比表面積可由-196℃下的氮的吸附等溫線來計算。例如可使用拜爾索帕(BELSORP)(日本拜爾(Bel Japan)股份有限公司製造)來測定。

上述燻製二氧化矽為親水性、疏水性均可，較佳為使用藉由疏水化處理而經調整為疏水性的燻製二氧化矽。調整為疏水性的方法可列舉以下方法：利用具有甲基、乙基、丙基、丁基、苯基等有機官能基的矽烷偶合劑等，藉由浸漬、噴霧等對無水二氧化矽粒子的表面進行表面處理。此處所謂燻製二氧化矽為疏水性，是指以下情形：於藉由改變水-甲醇之比來測定粒子相對於該溶液之浮游比例的方法所求出的疏水度中，浮游量成為0%的甲醇濃度為30體積%以上。

於使用無機填料的情形時，不純物擴散層形成組成物中 的無機填料的含有率較佳為0.01質量%~20質量%，更佳為0.1質量%~10質量%，進而佳為0.5質量%~3質量%。藉由設定為0.01質量以上，可獲得更有效地抑制乾燥步驟中的熱流掛的產生的效果，藉由設定為20質量%以下，可更有效地確保不純物擴散層形成組成物的塗佈特性(細線形成性、印刷時的滲出抑制、熱乾燥時的熱流掛抑制)。

於使用無機填料的情形時，上述脂肪酸醯胺與上述無機填料之比(質量基準)較佳為10：90~99：1，更佳為30：70~95：5。

於上述不純物擴散層形成組成物含有無機填料的情形時，無機填料較佳為分散於不純物擴散層形成組成物中。無機填料的分散方法並無特別限制，於無機填料溶解於不純物擴散層形成組成物所含的分散介質中的情形時，無需特別分散。於無機填料不溶解於上述分散介質中的情形時，較佳為使用超音波分散、珠磨機、球磨機、均質機、砂磨機、輥、捏合機、溶解器、攪拌翼來進行分散。

-烷氧基矽烷-

本發明的不純物擴散層形成組成物亦可更含有一種以上的烷氧基矽烷。藉由含有烷氧基矽烷，有以下傾向：容易保持不純物擴散層形成組成物的乾燥時的不純物擴散層形成組成物的黏度。構成烷氧基矽烷的烷氧基較佳為直鏈狀或分支鏈狀的烷氧基，更佳為碳數1~24的直鏈狀或分支鏈狀的烷氧基，進而佳為 碳數1~10的直鏈狀或分支鏈狀的烷氧基，特佳為碳數1~4的直鏈狀或分支鏈狀的烷氧基。

上述烷氧基中的烷基具體可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、異丁基、戊基、己基、辛基、2-乙基己基、第三辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、2-己基癸基、十六烷基、十八烷基、環己基甲基、辛基環己基等。

這些中，較佳為使用四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷或四異丙氧基矽烷。

於本發明的不純物擴散層形成組成物含有烷氧基矽烷的情形時，烷氧基矽烷的含有率並無特別限制，較佳為0.1質量%~30質量%，更佳為1質量%~20質量%，進而佳為2質量%~10質量%。

-矽酮樹脂-

本發明的不純物擴散層形成組成物亦可更含有一種以上的矽酮樹脂。藉由含有矽酮樹脂，有可提高不純物擴散層形成組成物的印刷物的膜厚的均勻性的傾向。矽酮樹脂可例示：有機矽酮烷、改質矽酮樹脂等。

-還原性化合物-

上述不純物擴散層形成組成物亦可更含有一種以上的還原性化合物。還原性化合物可列舉：聚乙二醇、聚丙二醇等聚烷二醇及聚烷二醇的末端烷基化物；葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)、半乳糖(galactose)等單糖類及單糖類的衍生物；蔗 糖(sucrose)、麥芽糖(maltose)等二糖類及二糖類的衍生物；以及多糖類及多糖類的衍生物等。該些有機化合物中，較佳為聚烷二醇，更佳為聚丙二醇。藉由進一步添加還原性化合物，有時施體元素或受體元素向半導體基板中的擴散變容易。

-其他含有物-

本發明的不純物擴散層形成組成物是與電極形成用組成物相區分，故並非以導電物質即金屬作為主成分，金屬的含有率小於50質量%，較佳為30質量%以下，更佳為10質量%以下，進而佳為5質量%以下。而且，本發明的不純物擴散層形成組成物較佳為除了含施體元素的化合物中的金屬及含受體元素的化合物中以外，實質上不含金屬(0.5質量%以下)，更佳為不含金屬(0質量%)。

(不純物擴散層形成組成物的製造方法)

本發明的不純物擴散層形成組成物的製造方法並無特別限制。例如可藉由以下方式獲得：使用摻合機、攪拌器、研缽、轉子(rotor)等，將含施體元素的化合物或含受體元素的化合物、脂肪酸醯胺、分散介質以及視需要而添加的成分混合。另外，混合時，視需要亦可加熱。於混合時進行加熱的情形時，其溫度例如可設定為30℃~100℃。

(不純物擴散層形成組成物的物性值等的測定方法)

再者，上述不純物擴散層形成組成物中所含的成分及各成分的含量可使用以下分析來確認：熱重/示差熱分析 (Thermogravimetry/Differential Thermal Analysis，TG/DTA)等熱分析，核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)、高效液相層析法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)、凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography，GPC)、氣相層析-質譜法(Gas Chromatography-Mass Spectrophotometer，GC-MS)、紅外線(Infrared，IR)、基質輔助雷射脫附電離質譜法(MatrixAssisted Laser Desorption Ionization-Mass Spectrometry，MALDI-MS)等。

本發明的不純物擴散層形成組成物的黏彈性並無特別限制，考慮到施用性，剪切速度為0.01 s^-1時的剪切黏度(25℃)較佳為50 Pa．s以上、10000 Pa．s以下，更佳為100 Pa．s以上、6000 Pa．s以下。若剪切速度為0.01 s^-1時的剪切黏度(25℃)為50 Pa．s以上，則有網版印刷時的塗膜的厚度變均勻的傾向，若為10000 Pa．s以下，則有不易引起網版遮罩版的堵塞的傾向。

不純物擴散層形成組成物的觸變特性(以下稱為觸變性)並無特別限制，於將25℃下剪切速度為x[s^-1]時的剪切黏度η^x的對數記作log₁₀(η^x)，將表示觸變性的TI值設定為[log₁₀(η^0.01)-log₁₀(η¹⁰)]時，TI值較佳為0.5以上、6.0以下，更佳為0.5以上、4.0以下，進而佳為0.5以上、3.0以下。若TI值為0.5以上，則不易引起網版印刷後的不純物擴散層形成組成物層的液體流掛，若為6.0以下，則有連續印刷時的施用量穩定的傾向。另外，關於該TI值，於其他施用方法、例如噴墨法中亦可獲得相 同的效果。

另外，剪切黏度可使用黏彈性測定裝置(安東帕(Anton Paar)公司製造，流變儀(Rheometer)MCR301)來測定。

<帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法及太陽電池元件的製造方法>

本發明的帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法包括：於半導體基板上的全部或一部分上施用本發明的不純物擴散層形成組成物，而形成不純物擴散層形成組成物層的步驟；以及對形成有上述不純物擴散層形成組成物層的上述半導體基板實施熱處理的步驟。另外，本發明的太陽電池元件的製造方法包括：於半導體基板上的全部或一部分上施用本發明的不純物擴散層形成組成物，而形成不純物擴散層形成組成物層的步驟；對形成有上述不純物擴散層形成組成物層的上述半導體基板實施熱處理，而形成不純物擴散層的步驟；以及於所形成的上述不純物擴散層上形成電極的步驟。本發明的帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法及太陽電池元件的製造方法視需要亦可更包括其他步驟。

以下，一面參照圖1，一面對本發明的帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法及太陽電池元件的製造方法加以說明。圖1為概念性地表示本發明的太陽電池元件的製造方法的一例的示意剖面圖。於以下的圖式中，對共同的構成要素標註相同的符號。另外，各構成要素的大小為一例，並不限制各構成要素 間的大小的相對關係。再者，圖1中示出n型的不純物擴散層(n型擴散層)的製造步驟，但本發明的不純物擴散層形成組成物亦可同樣地用於p型的不純物擴散層(p型擴散層)的製造步驟中。

於圖1之(1)中，對作為p型半導體基板10的矽基板施用鹼溶液而去除損傷層，並且利用蝕刻而獲得紋理結構。

詳細而言，利用20質量%苛性鈉將自鑄錠(ingot)切片時所產生的矽基板表面的損傷層去除。繼而，藉由1質量%苛性鈉與10質量%異丙基醇的混合液進行蝕刻，於受光面(表面)側形成紋理結構(圖中省略紋理結構的記載)。太陽電池元件中，藉由在受光面(表面)側形成紋理結構，可促進光侷限效果，可實現高效率化。

於圖1之(2)中，於p型半導體基板10的表面即成為受光面的面上施用上述n型擴散層形成組成物，而形成n型擴散層形成組成物層11。再者，若使用本發明的n型擴散層形成組成物，則即便於半導體基板上細線狀地施用的情形時，亦可抑制圖案的寬度變粗。本發明中，施用方法並無限制，可列舉網版印刷等印刷法、旋轉法、毛刷塗佈、噴霧法、刮刀法、輥塗法、噴墨法等。

上述n型擴散層形成組成物的塗佈量並無特別限制，然而，例如作為含施體元素的化合物或含受體元素的化合物的量，較佳為設定為0.01 g/m²~100 g/m²，更佳為0.1 g/m²~10 g/m²。

另外，相對於線寬的設計值的線變粗之比率(所形成的 n型擴散層形成組成物層的線寬/設計值×100)較佳為200%以內，更佳為180%以內，進而佳為150%以內，特佳為120%以內。

再者，視不純物擴散層形成組成物的組成而定，有時於塗佈後需要用以使不純物擴散層形成組成物中所含的溶劑分解或揮發的乾燥步驟。於該情形時，於80℃~300℃左右的溫度下，於使用熱板的情形時乾燥1分鐘~10分鐘，於使用乾燥機等的情形時乾燥10分鐘~30分鐘左右。該乾燥條件依存於不純物擴散層形成組成物的溶劑組成，本發明中不特別限定於上述條件。

於圖1之(3)中，對塗佈有上述n型擴散層形成組成物11的半導體基板10進行熱處理(熱擴散處理)。熱處理的溫度並無特別限制，較佳為600℃~1200℃，更佳為750℃~1050℃。另外，熱處理的時間並無特別限制，較佳為進行1分鐘~30分鐘。藉由該熱處理，施體元素向半導體基板中擴散，形成n型擴散層12。熱處理時可應用公知的連續爐、批次爐等。另外，熱處理時的爐內環境亦可適當調整為空氣、氧氣、氮氣等。

於n型擴散層12的表面上形成有磷酸玻璃等的玻璃層(未圖示)，故藉由蝕刻將該磷酸玻璃去除。蝕刻可應用浸漬於氫氟酸等酸中的方法、浸漬於苛性鈉等鹼中的方法等公知的方法。

再者，於選擇性射極結構的太陽電池元件的製造中，如圖1之(4)所示，於電極位置形成n型擴散層12，於其他受光面區域中形成施體元素的擴散濃度較n型擴散層12更低的n型擴散層13。n型擴散層13的形成方法並無特別限制，可列舉使用施體 元素的含有率低的不純物擴散層形成組成物的方法、利用氧氯化磷的氣相反應法等。

於圖1之(2)及圖1之(3)所示的使用本發明的n型擴散層形成組成物層11形成n型擴散層12的本發明的帶有不純物擴散層(n型擴散層)的半導體基板的形成方法中，僅於所需部位形成n型擴散層12，於形成有n型擴散層形成組成物層的區域以外的區域、背面及側面上，並沒有形成不需要的n型擴散層。

因此，於藉由先前廣泛採用的氣相反應法來形成n型擴散層的方法中，必須進行用以將形成於側面上的不需要的n型擴散層去除的側蝕刻步驟，但根據本發明的製造方法，無需側蝕刻步驟，從而步驟受到簡化。然而，於n型擴散層13的形成時使用氣相反應法的情形時，必需側蝕刻步驟。

於圖1之(5)中，於n型擴散層12上形成抗反射膜14。抗反射膜14是應用公知的技術來形成。例如於抗反射膜14為矽氮化膜的情形時，藉由以SiH₄與NH₃的混合氣體作為原料的電漿化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法來形成。此時，氫向結晶中擴散，無助於矽原子的鍵結的軌道即懸空鍵(dangling bond)與氫鍵結，使缺陷鈍化(氫鈍化)。

更具體而言，於上述混合氣體流量比NH₃/SiH₄為0.05~1.0、反應室的壓力為13.3 Pa(0.1 Torr)~266.6 Pa(2 Torr)、成膜時的溫度為300℃~550℃、用以進行電漿的放電的頻率為100 kHz以上的條件下形成抗反射膜。抗反射膜的膜厚並無特別限制， 較佳為設定為10 nm~300 nm，更佳為設定為30 nm~150 nm。

於圖1之(6)中，於表面(受光面)的抗反射膜14上利用網版印刷法印刷施用表面電極用金屬膏，使其乾燥，形成表面電極用金屬膏層15'。表面電極用金屬膏將(1)金屬粒子及(2)玻璃粒子作為必需成分，視需要而含有(3)樹脂黏合劑、(4)其他添加劑等。

繼而，形成上述背面的高濃度電場層16及背面電極17。通常，使用含有鋁的背面電極用金屬膏形成背面電極用金屬膏層，並對其進行煅燒處理，藉此於形成背面電極17的同時於背面上形成p⁺型擴散層(高濃度電場層)16。此時，為了模組步驟中的太陽電池元件間的連接，亦可於背面的一部分上施用銀電極形成用銀膏。

於現有的製造方法中，必須將如上述般使用鋁等在背面上形成的n型擴散層轉變成p型擴散層。於該方法中，為了使向p型擴散層的轉變充分、進而形成p⁺擴散層的高濃度電場層，需要某種程度以上的鋁量，故必須使鋁層形成得厚。然而，鋁的熱膨脹係數與用作基板的矽的熱膨脹係數大不相同，故於煅燒及冷卻的過程中於半導體基板中產生大的內部應力，導致作為半導體基板的矽基板的翹曲。

該內部應力有以下問題：對結晶的晶界造成損傷，電力損耗變大。另外，翹曲於模組步驟中的太陽電池元件的搬送時、與被稱為配線材料的銅線的連接時，容易使單元破損。近年來， 由於切片加工技術的提高，半導體基板的厚度逐漸薄型化，進而有太陽電池元件容易破損的傾向。

然而，於圖1之(2)及圖1之(3)的n型擴散層的形成時，若使用本發明的n型擴散層形成組成物，則不會於背面上形成不需要的n型擴散層，故無需進行由n型擴散層向p型擴散層的轉變，未必要使鋁層增厚。結果可抑制半導體基板內的內部應力的產生及半導體基板的翹曲。結果可抑制電力損耗的增大，可抑制太陽電池元件的破損。

另外，於使用本發明的n型擴散層形成組成物的情形時，背面的p⁺型擴散層(高濃度電場層)16的製造方法不限定於利用含有鋁的背面電極用金屬膏的方法，亦可採用先前公知的任一方法，從而製造方法的選擇廣。例如可施用含有B(硼)等第13族元素的p型擴散層形成組成物，形成p⁺型擴散層(高濃度電場層)16。可使用本發明的p型擴散層形成組成物作為該p型擴散層形成組成物。

另外，於本發明的製造方法中，背面電極17中所用的材料不限定於第13族的鋁，可應用Ag(銀)、Cu(銅)等，背面的表面電極17的厚度亦可較先前的背面電極形成得更薄。背面電極17的材質及形成方法並無特別限定，例如亦可塗佈含有鋁、銀、銅等金屬的背面電極用膏並使其乾燥，而形成背面電極17。

於圖1之(7)中，對電極進行煅燒而製成太陽電池元件。可於600℃~900℃的範圍內煅燒數秒鐘~數分鐘。此時，於 表面側，作為絕緣膜的抗反射膜14因電極用金屬膏所含的玻璃粒子而熔融，進而半導體基板10表面亦一部份熔融，電極用金屬膏中的金屬粒子(例如銀粒子)與半導體基板10形成接觸部而凝固。藉此將所形成的表面電極15與半導體基板10導通。此被稱為燒穿(fire through)。

根據圖2(A)及圖2(B)對表面電極15的形狀加以說明。表面電極15包含匯流電極30及與該匯流電極30交叉的指狀電極32。圖2(A)為自表面觀察將表面電極15設定為包含匯流電極30及與該匯流電極30交叉的指狀電極32的構成的太陽電池元件的平面圖，圖2(B)為將圖2(A)的一部分放大表示的立體圖。

此種表面電極15例如可藉由以下方式形成：如上述般利用網版印刷等來施用金屬膏，並對其進行煅燒處理。另外，可藉由電極材料的鍍敷、利用高真空中的電子束加熱的電極材料的蒸鍍等方法來形成表面電極15。包含匯流電極30及指狀電極32的表面電極15通常被用作受光面側的電極而眾所周知，可應用受光面側的匯流電極及指狀電極的公知的形成方法。

上文中，對在表面上形成n型擴散層、在背面上形成p⁺型擴散層、進而於各層上設有表面電極及背面電極的太陽電池元件進行了說明，但只要使用本發明的不純物擴散層形成組成物，則亦可製作背面接觸式的太陽電池元件。

背面接觸式的太陽電池元件是將電極全部設置於背面 上而增大受光面的面積者。即，於背面接觸式的太陽電池元件中，必須於背面上形成n型擴散部位及p⁺型擴散部位兩者而形成pn接合結構。本發明的不純物擴散層形成組成物可僅於特定部位形成不純物擴散部位，因此可較佳地應用於製造背面接觸式的太陽電池元件。

利用上述太陽電池元件的製造方法製造的太陽電池元件的形狀及大小並無限制，較佳為一邊為125 mm~156 mm的正方形。

<太陽電池>

利用上述製造方法製造的太陽電池元件可用於製造太陽電池。太陽電池是包含一種以上的利用上述製造方法所製造的太陽電池元件，並於太陽電池元件的電極上配置配線材料而構成。太陽電池亦可進一步視需要經由配線材料將多個太陽電池元件連結，進而利用密封材料加以密封而構成。

上述配線材料及密封材料並無特別限制，可自業界通常所用者中適當選擇。

太陽電池的形狀及大小並無特別限制，較佳為0.5 m²~3 m²。

[實施例]

以下，對本發明的實施例加以更具體說明，但本發明不限制於這些實施例。再者，只要無特別記載，則化學品全部是使用試劑。另外，「%」只要無特別說明，則是指「質量%」。

另外，將各實施例及比較例中使用的摻雜(dopant)源化合物的成分匯總示於表1中。再者，於實施例中，將含施體元素的化合物或含受體元素的化合物表述作摻雜源化合物。

[實施例1]

<合成例1>

(摻雜源化合物1的合成)

使用SiO₂(和光純藥工業股份有限公司製造)、P₂O₅(和光純藥工業股份有限公司製造)、CaCO₃(和光純藥工業股份有限公司製造)作為原料，以各自的莫耳比成為SiO₂：P₂O₅：CaO=30：60：10的方式混合，放入至氧化鋁坩堝中，以400℃/h升溫至1400℃為止後，保持1小時，繼而急速冷卻。使用自動研缽混練裝置將其粉碎，獲得含施體元素的玻璃(P₂O₅-SiO₂-CaO系玻璃)粒子。

使用利用Ni濾光片的Cu-Kα線，藉由X射線繞射裝置(理學(Rigaku)股份有限公司製造，RINT-2000)對所得的玻璃粒子的粉末X射線繞射(X-Ray Diffraction，XRD)圖案進行測定，結果確認到所得的玻璃粒子為非晶質。

使用行星球磨機(福里丘(Fritsch)公司製造)，利用1 mm的氧化釔穩定氧化鋯珠將所得的玻璃粒子30 g及作為分散介質的松油醇(日本萜烯(Terpene)化學股份有限公司)粉碎，製備30%玻璃粒子分散松油醇溶液。藉由雷射繞射式粒度分布測定裝置對玻璃粒子的體積平均粒徑進行測定，結果為0.3 μm。將所得的30%玻璃粒子分散松油醇溶液中的玻璃粒子作為摻雜源化合 物1。

(不純物擴散層形成組成物1的製備)

將乙基纖維素(日進化成股份有限公司製造，艾拓塞(Ethocel)STD200，乙基化率為50%)2.8 g及硬脂酸醯胺(分解溫度：285℃，熔點：98℃~102℃，和光純藥工業公司製造)10 g添加至松油醇(日本萜烯(Terpene)化學股份有限公司，松油醇-LW)53.9 g中，於160℃下以30分鐘進行了溶解。繼而，降溫至100℃為止後，於該溶液中添加合成例1中所得的30%玻璃粒子分散松油醇溶液33.3 g，保持100℃而攪拌30分鐘後，冷卻至室溫為止而製成膏，製備不純物擴散層形成組成物1。

(剪切黏度的測定)

再者，不純物擴散層形成組成物1的剪切黏度是使用黏彈性測定裝置(安東帕(Anton Paar)公司製造的流變儀MCR301)，於剪切速度為0.01 s^-1~10 s^-1的範圍內，測定出在室溫(25℃)下的值。

再者，剪切黏度是使用安裝有錐板(cone plate)(直徑為50 mm，錐角1°)的旋轉式剪切黏度計於溫度25℃下測定。

不純物擴散層形成組成物1的剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示378 Pa．s，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示23 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.22。

(線變寬的程度的測定)

繼而，藉由網版印刷將上述不純物擴散層形成組成物1 細線狀地塗佈於p型矽晶圓表面上，於150℃的熱板上乾燥1分鐘。再者，不純物擴散層形成組成物1是以於乾燥後成為3 mg/cm²的量而施用。網版印刷版是使用以獲得寬度為150 μm的細線的方式設計者，刮板速度與刮刀速度均是設定為200 mm/sec。利用奧林巴斯(Olympus)股份有限公司製造的光學顯微鏡來測定細線的粗度，結果為180 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

(片電阻的測定)

另外，將上述不純物擴散層形成組成物1整體(beta)狀地塗佈於p型矽晶圓表面上，於150℃的熱板上乾燥1分鐘後，利用以5 L/min.流通有空氣的900℃的隧道爐(臥式管擴散爐，阿卡隆(ACCURON)CQ-1200，國際電氣股份有限公司製造)進行10分鐘熱處理(熱擴散處理)。其後，為了將形成於p型矽基板表面上的玻璃層去除，而將基板於2.5質量% HF水溶液中浸漬5分鐘，繼而進行流水清洗、超音波清洗、乾燥，獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。

整體狀地塗佈有不純物擴散層形成組成物1之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而無法測定，且未形成有n型擴散層。

再者，片電阻是使用三菱化學股份有限公司製造的Loresta-EP MCP-T360型低電阻率計藉由四點探針法來測定。

[實施例2]

將乙基纖維素1 g、硬脂酸醯胺10 g添加至松油醇55.7 g中，於160℃下以30分鐘進行了溶解。繼而，降溫至100℃為止後，於該溶液中添加合成例1中所得的30%玻璃粒子分散松油醇溶液33.3 g，攪拌30分鐘後，冷卻至室溫為止而製成膏，製備不純物擴散層形成組成物2。

利用與實施例1相同的方法來研究不純物擴散層形成組成物2的剪切黏度(25℃)，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示50 Pa．s，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示1.36 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.57。

繼而，藉由網版印刷將上述不純物擴散層形成組成物2細線狀地塗佈於p型矽晶圓表面上，於150℃的熱板上乾燥1分鐘。網版印刷版是使用以獲得寬度為150 μm的細線的方式設計者，刮板速度與刮刀速度均是設定為300 mm/sec。利用奧林巴斯(Olympus)股份有限公司製造的光學顯微鏡來測定細線的粗度，結果為185 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，將上述不純物擴散層形成組成物2整體狀地塗佈於p型矽晶圓表面上，於150℃的熱板上乾燥1分鐘後，利用以5 L/min.流通有空氣的900℃的隧道爐(臥式管擴散爐，阿卡隆(ACCURON)CQ-1200，國際電氣股份有限公司製造)進行10分鐘熱處理(熱擴散處理)。其後，為了將形成於p型矽基板表面上的玻璃層去除，而將基板於2.5質量% HF水溶液中浸漬5分鐘，繼而進行流水清洗、超音波清洗、乾燥，獲得形成有n型擴散層 的p型矽基板。

塗佈有不純物擴散層形成組成物2之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而無法測定，且未形成有n型擴散層。

[實施例3]

除了將實施例1的硬脂酸醯胺換成N,N'-亞甲基雙硬脂酸醯胺以外，與實施例1同樣地實施，獲得不純物擴散層形成組成物3。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物3的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示390 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示27 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.16。

繼而，藉由網版印刷將上述不純物擴散層形成組成物3細線狀地塗佈於p型矽晶圓表面上，於150℃的熱板上乾燥1分鐘。網版印刷版是使用以獲得寬度為150 μm的細線的方式設計者，刮板速度與刮刀速度均是設定為300 mm/sec。利用奧林巴斯(Olympus)股份有限公司製造的光學顯微鏡來測定細線的粗度，結果為175 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，將上述不純物擴散層形成組成物3整體狀地塗佈於p型矽晶圓表面上，於150℃的熱板上乾燥1分鐘後，利用以5 L/min.流通有空氣的900℃的隧道爐(臥式管擴散爐，阿卡隆(ACCURON)CQ-1200，國際電氣股份有限公司製造)進行10分 鐘熱處理(熱擴散處理)。其後，為了將形成於p型矽基板表面上的玻璃層去除，而將基板於2.5質量% HF水溶液中浸漬5分鐘，繼而進行流水清洗、超音波清洗、乾燥，獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。

塗佈有不純物擴散層形成組成物3之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而無法測定，且未形成有n型擴散層。

[實施例4]

除了將實施例1的硬脂酸醯胺換成硬脂酸二甲基胺基丙基醯胺(禾大(Croda)公司製造)以外，與實施例1同樣地實施，獲得不純物擴散層形成組成物4。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物4的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示280 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示25 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.05。

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物4而測定細線的粗度，結果為170 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物4而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物4之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而 無法測定，且未形成有n型擴散層。

[實施例5]

與實施例1同樣地，其中將松油醇換成二氫松油醇，製備30%玻璃粒子分散二氫松油醇溶液。

將乙基纖維素3.0 g、硬脂酸醯胺10 g添加至二氫松油醇(日本萜烯(Terpene)化學股份有限公司製造)53.7 g中，於160℃下以30分鐘進行了溶解。繼而，降溫至100℃為止後，於該溶液中添加30%玻璃粒子分散二氫松油醇溶液33.3 g，攪拌30分鐘後，冷卻至室溫為止而製成膏，製備不純物擴散層形成組成物5。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物5的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示378 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示30 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.10。

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物5而測定細線的粗度，結果為170 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物5而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物5之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而無法測定，且未形成有n型擴散層。

[實施例6]

將乙基纖維素3.0 g、硬脂酸醯胺10 g、愛羅西爾(Aerosil)200(燻製二氧化矽，日本愛羅西爾(Aerosil)股份有限公司製造)1 g添加至二氫松油醇52.7 g中，於160℃下攪拌30分鐘。繼而，降溫至100℃為止後，於該溶液中添加合成例1中所得的30%玻璃粒子分散二氫松油醇溶液33.3 g，攪拌30分鐘後，冷卻至室溫為止而製成膏，製備不純物擴散層形成組成物6。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物6的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示380 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示18 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.32。

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物6而測定細線的粗度，結果為175 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物6而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物6之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而無法測定，且未形成有n型擴散層。

[實施例7]

除了使用愛羅西爾(Aerosil)90G(燻製二氧化矽，日本愛羅西爾(Aerosil)股份有限公司製造)代替愛羅西爾(Aerosil)200以外，與實施例6同樣地製備不純物擴散層形成組成物7。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物7的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示350 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示25 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.15。

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物7而測定細線的粗度，結果為175 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物7而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物7之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而無法測定，且未形成有n型擴散層。

[實施例8]

除了使用愛羅西爾(Aerosil)RY200(燻製二氧化矽，日本愛羅西爾(Aerosil)股份有限公司製造)代替愛羅西爾(Aerosil)200以外，與實施例6同樣地製備不純物擴散層形成組成物8。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物8的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示405 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示22 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.27。

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴 散層形成組成物8而測定細線的粗度，結果為170 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物8而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物8之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而無法測定，且未形成有n型擴散層。

[實施例9]

利用與合成例1相同的方法，其中以玻璃粒子的濃度成為40%的方式調配，製備40%玻璃粒子分散松油醇溶液。繼而，將乙基纖維素3.0 g、硬脂酸醯胺10 g添加至松油醇37.0 g中，於160℃下以30分鐘進行了溶解。繼而，降溫至100℃為止後，於該溶液中添加40%玻璃粒子分散松油醇溶液50.0 g，攪拌30分鐘後，冷卻至室溫為止而製成膏，製備不純物擴散層形成組成物9。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物9的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示430 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示25 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.23。

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物9而測定細線的粗度，結果為170 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴 散層形成組成物9而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物9之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為1000 Ω/□以上而無法測定，且未形成有n型擴散層。

[實施例10]

<合成例2>

(摻雜源化合物2的合成)

將四乙氧基矽烷(和光純藥工業製造)10 g溶解於乙醇40 g中。於其中添加10%硝酸水溶液10 g。繼而，添加磷酸三乙酯(東京化成工業製造)7.0 g，於25℃下攪拌1小時。繼而，於60℃下蒸發乾固。然後，於100℃下乾燥1小時。利用瑪瑙研缽將所得的粉末粉碎，獲得摻雜源化合物2。利用雷射繞射法測定的平均二次粒徑為6 μm。

(不純物擴散層形成組成物的製備)

除了使用摻雜源化合物2代替摻雜源化合物1以外，與實施例1同樣地獲得不純物擴散層形成組成物10。

(剪切黏度的測定)

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物10的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示368 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示28 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.12。

(線變寬的程度的測定)

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物10而測定細線的粗度，結果為180 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

(片電阻的測定)

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物10而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物10之側的表面的片電阻為45 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為450 Ω/□。

[實施例11]

直接使用磷酸二氫銨(和光純藥工業製造)作為摻雜源化合物3。以濃度成為5質量%的方式將愛羅西爾(Aerosil)(RY200、日本愛羅西爾(Aerosil)製造)與松油醇混合，使用行星球磨機，利用3 mm的氧化釔穩定氧化鋯珠進行粉碎，製備5%愛羅西爾(Aerosil)/松油醇分散液。除了使用摻雜源化合物3代替摻雜源化合物1以外，與實施例1同樣地製備不純物擴散層形成組成物11。再者，以成為摻雜源化合物3/硬脂酸醯胺/乙基纖維素/松油醇/四乙氧基矽烷(和光純藥工業製造)/愛羅西爾(Aerosil)RY200=15/6/2/74/2/1(質量比)的方式利用研缽進行混合，製備不純物擴散層形成組成物11。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物11的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示282 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示25 Pa．s， 剪切黏度的對數值之差(TI值)為1.05。

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物11而測定細線的粗度，結果為175 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物11而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物11之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為300 Ω/□。

[實施例12]

<合成例3>

(摻雜源化合物4的合成)

使用SiO₂(和光純藥工業股份有限公司製造)、B₂O₃(和光純藥工業股份有限公司製造)、ZnO(和光純藥工業股份有限公司製造)作為原料，以各自的莫耳比成為SiO₂：B₂O₃：ZnO=10：40：50的方式混合，放入至氧化鋁坩堝中，以400℃/h升溫至1400℃為止後，保持1小時，繼而急速冷卻。使用自動研缽混練裝置將其粉碎，獲得含施體元素的玻璃粒子。確認到所得的玻璃粒子為非晶質。

除了使用摻雜源化合物4代替摻雜源化合物1以外，與實施例1同樣地製備不純物擴散層形成組成物12。再者，以成為摻雜源化合物4/硬脂酸醯胺/乙基纖維素/松油醇/愛羅西爾(Aerosil)200=10/6/2/81/1(質量比)的方式利用研缽進行混合， 製備不純物擴散層形成組成物12。

(剪切黏度的測定)

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物12的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示286 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示29 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)為0.98。

(線變寬的程度的測定)

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物12而測定細線的粗度，結果為170 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

(片電阻的測定)

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物12而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物12之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為800 Ω/□。

[實施例13]

<合成例4>

(摻雜源化合物5的合成)

將硼酸三異丙酯(東京化成工業製造)1.0 g溶解於乙醇3 g中，繼而添加四乙氧基矽烷(和光純藥工業製造)1.1 g。於其中添加10%硝酸水溶液1.0 g。將其一面於40℃下回流一面攪拌1小時後，一面於100℃下攪拌一面蒸發乾固。利用瑪瑙研缽將所得 的粉末粉碎。利用雷射繞射法測定的平均二次粒徑為6 μm。

除了使用摻雜源化合物5代替摻雜源1以外，與實施例1同樣地製備不純物擴散層形成組成物13。再者，以成為摻雜源化合物5/硬脂酸醯胺/乙基纖維素/松油醇=10/6/2/82(質量比)的方式利用研缽混合，製備不純物擴散層形成組成物13。

(剪切黏度的測定)

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物13的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示260 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示20 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)成為1.11，可獲得高的觸變性。

(線變寬的程度的測定)

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物13而測定細線的粗度，結果為170 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

(片電阻的測定)

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物13而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物13之側的表面的片電阻為40 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為200 Ω/□。

<實施例14>

直接使用氧化硼(和光純藥工業製造)作為摻雜源化合物6。除了使用摻雜源化合物6代替摻雜源化合物1以外，與實施 例1同樣地製備不純物擴散層形成組成物14。以成為摻雜源化合物6/硬脂酸醯胺/乙基纖維素/松油醇/四乙氧基矽烷/愛羅西爾(Aerosil)200=15/6/2/74/2/1(質量比)的方式利用研缽進行混合，製備不純物擴散層形成組成物14。

利用與實施例1相同的方法來檢視不純物擴散層形成組成物14的剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示385 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示18 Pa．s，剪切黏度的對數值之差(TI值)成為1.33，可獲得高的觸變性。

(線變寬的程度的測定)

繼而，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物14而測定細線的粗度，結果為175 μm，與設計值相差的線變寬的程度為35 μm以內。

(片電阻的測定)

另外，利用與實施例1相同的方法，其中換成不純物擴散層形成組成物14而獲得形成有n型擴散層的p型矽基板。塗佈有不純物擴散層形成組成物14之側的表面的片電阻為45 Ω/□，P(磷)擴散而形成有n型擴散層。背面的片電阻為150 Ω/□。

[比較例1]

將P₂O₅-SiO₂-CaO玻璃(P₂O₅：50%、SiO₂：43%、CaO：7%)粉末10質量%、乙基纖維素6.8質量%及松油醇83.2質量%混合而製成膏，製備不含脂肪酸醯胺的不純物擴散層形成組成物1'。

對不純物擴散層形成組成物1'與實施例1同樣地檢視剪切黏度，結果剪切速度0.01 s^-1時的剪切黏度顯示176 Pa．s(25℃)，另一方面，剪切速度10 s^-1時的剪切黏度顯示68 Pa．s，剪切黏度的對數值(TI值)之差成為0.41，無法獲得充分的觸變性。

使用該不純物擴散層形成組成物1'與實施例1同樣地進行將刮板速度與刮刀速度均設定為300 mm/sec的網版印刷，細線狀地塗佈於p型矽晶圓表面上，結果不純物擴散層形成組成物1'並未被細線狀地印刷，到處可見斷線。

將以上結果匯總示於表2、表3及表4中。再者，表2~表4中的「-」表示未調配或未評價。

如上述表所示，藉由使用含有含施體元素的化合物或含受體元素的化合物、分散介質以及脂肪酸醯胺的不純物擴散層形成組成物，可於以細線狀的圖案將不純物擴散層形成組成物塗佈於半導體基板上時，抑制線變寬的程度，進而可於所需的特定區域中以特定的尺寸形成不純物擴散層。於本發明中，藉由使用脂肪酸醯胺，可對不純物擴散層形成組成物賦予適當的剪切黏度，從而可賦予良好的印刷性，可於所需的特定區域中形成不純物擴散層。

[實施例15]

除了塗佈於p型矽基板(5 cm×5 cm)的一半表面而非整個表面上以外，與實施例1同樣地進行n型擴散層形成。

塗佈有不純物擴散層形成組成物1的部分的表面的片電阻為38 Ω/□，P擴散而形成有n型擴散層。另一方面，未塗佈不純物擴散層形成組成物1的部分的表面的片電阻無法測定，未形成有n型擴散層，於塗佈有n型擴散層形成組成物的部分中選擇性地形成了n型擴散層。另外，背面的片電阻無法測定，判斷為實質上未形成有n型擴散層。

[實施例16]

與實施例15同樣地，其中使用實施例10的不純物擴散層形成組成物10代替不純物擴散層形成組成物1來進行n型擴散層形成。

塗佈有不純物擴散層形成組成物1的部分的表面的片電阻為45 Ω/□，P擴散而形成有n型擴散層。另一方面，未塗佈不純物擴散層形成組成物1的部分的表面的片電阻為450 Ω/□。

將日本專利申請案2012-037385號、日本專利申請案2012-107517號及日本專利申請案2012-239146號揭示的所有內容以參照的方式併入至本說明書中。關於本說明書中記載的所有文獻、專利申請案及技術標準，與具體且各個地記載藉由參照而併入各個文獻、專利申請及技術規格之情形同等程度地，藉由參照而併入至本說明書中。

10‧‧‧p型半導體基板

11‧‧‧n型擴散層形成組成物層

12、13‧‧‧n型擴散層

14‧‧‧抗反射膜

15‧‧‧表面電極

15'‧‧‧表面電極用金屬膏層

16‧‧‧p⁺型擴散層(高濃度電場層)

17‧‧‧背面電極

Claims (22)

1. 一種不純物擴散層形成組成物，含有：含施體元素的化合物或含受體元素的化合物、分散介質以及脂肪酸醯胺。
2. 如申請專利範圍第1項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述脂肪酸醯胺含有選自由下述通式(1)、通式(2)、通式(3)及通式(4)所表示的化合物所組成的組群中的至少一種，R¹CONH₂．．．．(1) R¹CONH-R²-NHCOR¹．．．．(2) R¹NHCO-R²-CONHR¹．．．．(3) R¹CONH-R²-N(R³)₂．．．．(4)通式(1)、通式(2)、通式(3)及通式(4)中，R¹及R³分別獨立地表示碳數1~30的烷基或烯基，R²表示碳數1~10的伸烷基；R¹及R³可相同亦可不同。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述脂肪酸醯胺含有：選自由硬脂酸醯胺、N,N'-亞甲基雙硬脂酸醯胺及硬脂酸二甲基胺基丙基醯胺所組成的組群中 的至少一種。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述脂肪酸醯胺的分解溫度為400℃以下。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中更含有無機填料。
6. 如申請專利範圍第5項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述無機填料為燻製二氧化矽。
7. 如申請專利範圍第6項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述燻製二氧化矽的表面經疏水化處理。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述含施體元素的化合物為含有P(磷)的化合物。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述含施體元素的化合物為玻璃粒子的形態。
10. 如申請專利範圍第9項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述玻璃粒子含有：選自由P₂O₃及P₂O₅所組成的組群中的一種以上的含施體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂及MoO₃所組成的組群中的一種以上的玻璃成分物質。
11. 如申請專利範圍第10項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述玻璃粒子中的P₂O₃及P₂O₅的含有率為15質量%以 上、80質量%以下。
12. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述含受體元素的化合物含有B(硼)或Al(鋁)。
13. 如申請專利範圍第12項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述含受體元素的化合物為玻璃粒子的形態。
14. 如申請專利範圍第13項所述的不純物擴散層形成用組成物，其中上述玻璃粒子含有：選自由B₂O₃及Al₂O₃所組成的組群中的一種以上的含受體元素的物質，以及選自由SiO₂、K₂O、Na₂O、Li₂O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V₂O₅、SnO、ZrO₂、MoO₃、GeO₂、Y₂O₃、CsO₂及TiO₂所組成的組群中的至少一種玻璃成分物質。
15. 如申請專利範圍第14項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述玻璃粒子中的B₂O₃及Al₂O₃的含有率為15質量%以上、80質量%以下。
16. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述含受體元素的化合物為BN(氮化硼)。
17. 如申請專利範圍第9項至第11項及第13項至第15項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中上述玻璃粒子的含有率為1質量%以上、80質量%以下。
18. 如申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述的不純物 擴散層形成組成物，其中含有1質量%以上、30質量%以下的上述脂肪酸醯胺。
19. 如申請專利範圍第5項至第18項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中含有無機填料，且含有0.01質量%以上、20質量%以下的上述無機填料。
20. 如申請專利範圍第1項至第19項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，其中將剪切速度為0.01[s^-1]時的剪切黏度(25℃)設定為η^0.01、剪切速度為10[s^-1]時的剪切黏度(25℃)設定為η¹⁰時，以[log₁₀(η^0.01)-log₁₀(η¹⁰)]所表示的TI值為0.5~3.0。
21. 一種帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法，其包括：於半導體基板上的全部或一部分上施用如申請專利範圍第1項至第20項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，而形成不純物擴散層形成組成物層的步驟；以及對形成有上述不純物擴散層形成組成物層的上述半導體基板實施熱處理的步驟。
22. 一種太陽電池元件的製造方法，其包括：於半導體基板上的全部或一部分上施用如申請專利範圍第1項至第20項中任一項所述的不純物擴散層形成組成物，而形成不純物擴散層形成組成物層的步驟；對形成有上述不純物擴散層形成組成物層的上述半導體基板實施熱處理，而形成不純物擴散層的步驟；以及於所形成的上述不純物擴散層上形成電極的步驟。