TWI599573B - A diffusing agent composition, a method of forming an impurity diffusion layer, and a solar cell - Google Patents

Description

擴散劑組成物、雜質擴散層之形成方法及太陽能電池

本發明關於一種擴散劑組成物，其係用於在半導體基板形成雜質擴散層；以及一種雜質擴散層之形成方法。

以往在製造太陽能電池時，在半導體基板中形成例如N型雜質擴散層的情況，將含有N型雜質擴散成分的擴散劑塗佈在半導體基板表面，使N型雜質擴散成分由擴散劑擴散出來，而形成N型雜質擴散層。具體而言，首先在半導體基板表面形成熱氧化膜，接下來藉由光蝕刻法將具有既定圖型的阻劑層合在熱氧化膜上，以該阻劑作為遮罩，藉由酸或鹼來蝕刻並未被阻劑遮蓋的熱氧化膜部分，將阻劑剝離而形成熱氧化膜的遮罩。接下來塗佈含有N型雜質擴散成分的擴散劑，在遮罩開口的部分形成擴散組成物膜。藉由高溫使此部分擴散，而形成N型雜質擴散層。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2012-9627

以往的塗佈(印刷)型的擴散劑組成物中，通常雜質擴散成分與黏結劑、稀釋溶劑會獨立存在。以往使用的雜質擴散成分的分子量較低，因此容易受熱而昇華。因此在熱擴散步驟之中，雜質擴散成分會飛散至非塗佈(印刷)部分，多餘的雜質會擴散。尤其近年來，高效率太陽能電池採用背接觸式型的情形很多，因此極力避免P層與N層之間的混染的必要性提高，抑制雜質擴散成分因為熱處理而飛散至非塗佈(印刷)部分的技術開始變得重要。

本發明鑑於這樣的課題而完成，其目的在於提供一種技術，將擴散劑組成物塗佈至基板或藉由印刷而形成之後，實施熱處理時，可抑制該擴散劑組成物所含有的雜質擴散成分由塗佈的部分飛散至非塗佈的部分。

本發明的某個態樣為在半導體基板形成雜質擴散成分的所使用的擴散劑組成物，其係具有-O-Si-O-鍵結與-P(=O)n-鍵結[n為0或1]，前述-O-Si-O-鍵結係具有下述式所表示之2~3價基的鍵結：

[式中，R各自獨立，為有機基或羥基]

上述態樣的擴散劑組成物亦可具有下述式所表示的骨架：

[式中，X各自獨立而為前述R或交聯氧(但是，至少一個X為前述R)、Y各自獨立而為前述R或交聯氧，n為0或1]

本發明的另一個態樣為雜質擴散層之形成方法。該雜質擴散層之形成方法，其特徵為包括：在半導體基板塗佈上述任一態樣的擴散劑組成物而形成圖型之圖型形成步驟；及使前述擴散劑組成物中的磷原子擴散至前述半導體基板之擴散步驟。

本發明還有另一個態樣為太陽能電池。該太陽能電池含有半導體基板與藉由上述態樣的雜質擴散層之形成方法所形成的雜質擴散層。

依據本發明，在將擴散劑組成物塗佈至基板之後實施熱處理時，可抑制雜質擴散成分由塗佈的部分飛散至非塗 佈的部分。

1‧‧‧半導體基板

1a‧‧‧紋理部

2‧‧‧擴散劑組成物

3‧‧‧N型雜質擴散層

4‧‧‧鈍化膜

5‧‧‧表面電極

6‧‧‧背面電極

10‧‧‧太陽能電池

圖1的(A)~(D)是用來說明包含實施形態所關連的雜質擴散層之形成方法的太陽能電池之製造方法的步驟的剖面圖。

圖2的(A)~(D)是為用來說明包含實施形態所關連的雜質擴散層之形成方法的太陽能電池之製造方法的步驟的剖面圖。

實施形態所關連的擴散劑組成物，適合使用於在半導體基板上形成雜質擴散成分。該半導體基板的用途適合用在太陽能電池。

實施形態所關連的擴散劑組成物係具有-O-Si-O-鍵結與-P(=O)n-鍵結[n為0或1]，上述-O-Si-O-鍵結包含下述式所表示之2~3價基的鍵結。亦即，實施形態所關連的擴散劑組成物之中，雜質擴散成分還兼具形成被膜或被膜圖型的黏結劑成分的機能，而能夠提高擴散控制性。另外，在藉由具有2~3價基來對雜質擴散成分賦予黏結劑成分的機能(高分子量化)的情況，雜質擴散成分的安定性也很良好。以下針對具有-O-Si-O-鍵結與-P(=O)n-鍵結[n為0或1]，上述-O-Si-O-鍵結包含下述式所表示的2~3價基的鍵結的化合物，亦即雜質擴散成分(A)(以下會有稱 為(A)成分的情形)作說明。

上式中，R各自獨立，為有機基或羥基。有機基可列舉例如可具有取代基的烷基、烷氧基、芳香基、烯基。

烷基可為直鏈狀、支鏈狀或環狀之任一者。

直鏈狀烷基的碳數係以1~20為佳，以1~15為較佳，1~10為最佳。具體而言，可列舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、異十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、異十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基等。

支鏈狀烷基的碳數係以3~20為佳，3~15為較佳，3~10為最佳。具體而言，可列舉例如1-甲基乙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基等。

環狀烷基係以碳數3~20為佳，碳數3~12為較佳，可為多環式或單環式。單環式環狀烷基可列舉單環烷除去1個以上的氫原子而成的基團，具體而言由環丁烷、環戊烷、環己烷等除去1個以上的氫原子而成的基團。多環式 環狀烷基，可列舉聚環烷除去1個以上的氫原子而成的基團，具體而言為由金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷等除去1個以上的氫原子而成的基團。

烷氧基的碳數係以1~20為佳，烷氧基中的烷基部分可為直鏈狀、支鏈狀或環狀之任一者，可列舉與上述烷基同樣的物質。

芳香基宜為碳數6~20的芳香族烴基，可列舉例如由苯、聯苯基、茀、萘、蒽、菲等的芳香族烴環除去1個以上的氫原子而成的基團；由構成前述芳香族烴環的碳原子的一部分經雜原子取代的芳香族雜環除去1個以上的氫原子而成的基團等。芳香族雜環中的雜原子可列舉氧原子、硫原子、氮原子等。

烯基可為直鏈狀或支鏈狀之任一者，其碳數係以2~10為佳，2~5為較佳。直鏈狀烯基可列舉例如乙烯基、丙烯基(烯丙基)、丁烯基等。支鏈狀烯基可列舉例如1-甲基丙烯基、2-甲基丙烯基等。

上述烷基、芳香基、烯基亦可分別具有取代基，該取代基可列舉碳數1~10之烷基或烷氧基、碳數6~20之芳香基、碳數2~5之烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、鹵素原子、碳數1~10之鹵化烷基、羥基、羰基、硝基、胺基等。

實施形態所關連的擴散劑組成物中的上述-O-Si-O-鍵結係以包含2價基鍵結為佳。藉由具有2價基，(A)成分的安定性會提升，可抑制分子量逐時增加。

另外，在-P(=O)n-鍵結中，n係以1為佳。這是因為認為在後述製造方法中，採用具有磷酸骨架的化合物作為與2官能或3官能氯矽烷系化合物或矽烷化合物進行反應所使用的物質，會比採用具有亞磷酸骨架的化合物更容易進行反應。

雜質擴散成分(A)中的含有-O-Si-O-鍵結與-P(=O)n-鍵結的骨架(以下會有記載為Si-O-P骨架的情況)可列舉下述式所表示之骨架：

上式中，X各自獨立而為前述R或交聯氧(但是，至少一個X為上述R)、Y各自獨立而為上述R或交聯氧，n為0或1。

關於上述式中的X，至少一個X為上述R。雜質擴散成分(A)係以具有兩個X皆為R的骨架為佳，在雜質擴散成分(A)全體之中含有50~100莫耳%為較佳。兩個X皆為R的骨架在(A)全體之中所佔的比例愈高，耐濕性愈為提升，雜質擴散成分(A)的安定性愈提升。

實施形態所關連的擴散劑組成物中，雜質擴散成分(A)的重量平均分子量係以350~5000為佳，以350~3000為 較佳，400~2000為更佳。藉由將擴散劑組成物的重量平均分子量定在上述範圍，可提升擴散對比、塗佈性或印刷性、或溶劑溶解性。此外，若小於350，則擴散對比降低，若大於5000，則塗佈性或印刷性不良。

雜質擴散成分(A)只要參考例如NEW GLASS Vol.22 No.2 2007(p15~20)、Journal of the Ceramic Society of Japan 111[3]2003(p171-175)、Journal of Non-crystalline Solids 306(2002)292-299、日本特開2006-205725公報等所記載之製造方法即可，例如可藉由使二苯基二氯矽烷等的2官能氯矽烷系化合物或3官能氯矽烷系化合物與磷酸等在惰性氣體環境中進行反應而得到。藉由調節反應時的溫度可適當地設定重量平均分子量。

另外還可採用例如下述一般式(3)~(4)的2~3官能矽烷化合物等來代替原料的氯矽烷系化合物。另外還可適當地使用下述一般式(5)之4官能烷氧基矽烷化合物。在使用這些矽烷化合物的情況，不會產生副產物的氯化氫，故為適合。

R³¹Si(OR³²)_e(OR³³)_f(OR³⁴)_g (3)

R⁴¹R⁴²Si(OR⁴³)_h(OR⁴⁴)_i (4)

Si(OR²¹)_a(OR²²)_b(OR²³)_c(OR²⁴)_d (5)

[一般式(3)中，R³¹表示氫原子或有機基。R³²、R³³及R³⁴各自獨立，表示氫原子、碳數1~5之烷基、芳香基；e、f及g為滿足0≦e≦3、0≦f≦3、0≦g≦3，且e+f+g=3的條件之整數]

[一般式(4)中，R⁴¹及R⁴²表示氫原子或有機基；R⁴³及R⁴⁴各自獨立，表示氫原子、碳數1~5之烷基、芳香基；h及i為滿足0≦h≦2、0≦i≦2，且h+i=2的條件之整數][一般式(5)中，R²¹、R²²、R²³及R²⁴各自獨立，表示氫原子、碳數1~5之烷基、芳香基；a、b、c及d為滿足0≦a≦4、0≦b≦4、0≦c≦4、0≦d≦4，且a+b+c+d=4的條件之整數]

上述一般式(3)~(4)中，有機基與前述R之有機基相同，以可具有取代基的烷基、芳香基、烯基為佳。上述一般式(3)~(5)中，烷基及芳香基與前述R所列舉的碳數1~5之烷基、芳香基相同。下述一般式(3)的2官能矽烷化合物的具體例，可列舉甲基二甲氧基矽烷、甲基甲氧基乙氧基矽烷、甲基二乙氧基矽烷、甲基甲氧基丙氧基矽烷、甲基甲氧基戊氧基矽烷、甲基甲氧基苯基氧基矽烷、乙基二丙氧基矽烷、乙基甲氧基丙氧基矽烷、乙基二戊氧基矽烷、乙基二苯基氧基矽烷、丙基二甲氧基矽烷、丙基甲氧基乙氧基矽烷、丙基乙氧基丙氧基矽烷、丙基二乙氧基矽烷、丙基二戊氧基矽烷、丙基二苯基氧基矽烷、丁基二甲氧基矽烷、丁基甲氧基乙氧基矽烷、丁基二乙氧基矽烷、丁基乙氧基丙氧基矽烷、丁基二丙氧基矽烷、丁基甲基二戊基氧基矽烷、丁基甲基二苯基氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基甲氧基乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二戊氧基矽烷、二甲基二苯基氧基矽烷、二甲基乙氧基丙氧基矽烷、二甲基二丙氧基矽烷、二乙基二甲 氧基矽烷、二乙基甲氧基丙氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基乙氧基丙氧基矽烷、二丙基二甲氧基矽烷、二丙基二乙氧基矽烷、二丙基二戊氧基矽烷、二丙基二苯基氧基矽烷、二丁基二甲氧基矽烷、二丁基二乙氧基矽烷、二丁基二丙氧基矽烷、二丁基甲氧基戊氧基矽烷、二丁基甲氧基苯基氧基矽烷、甲基乙基二甲氧基矽烷、甲基乙基二乙氧基矽烷、甲基乙基二丙氧基矽烷、甲基乙基二戊氧基矽烷、甲基乙基二苯基氧基矽烷、甲基丙基二甲氧基矽烷、甲基丙基二乙氧基矽烷、甲基丁基二甲氧基矽烷、甲基丁基二乙氧基矽烷、甲基丁基二丙氧基矽烷、甲基乙基乙氧基丙氧基矽烷、乙基丙基二甲氧基矽烷、乙基丙基甲氧基乙氧基矽烷、二丙基二甲氧基矽烷、二丙基甲氧基乙氧基矽烷、丙基丁基二甲氧基矽烷、丙基丁基二乙氧基矽烷、二丁基甲氧基乙氧基矽烷、二丁基甲氧基丙氧基矽烷、二丁基乙氧基丙氧基矽烷、苯基二甲氧基矽烷、苯基甲氧基乙氧基矽烷、苯基二乙氧基矽烷、苯基甲氧基丙氧基矽烷、苯基甲氧基戊氧基矽烷、苯基甲氧基苯基氧基矽烷等。此外在上述具體例中，碳數3以上的烷基或烷氧基可為直鏈狀或支鏈狀。丁基(或丁氧基)宜為正丁基(正丁氧基)。後述的具體例亦相同。

下述一般式(4)的3官能矽烷化合物的具體例，可列舉例如甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷、甲基三戊氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三丙氧基矽烷、 乙基三丁氧基矽烷、乙基三戊氧基矽烷、乙基三苯基氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、丙基三丁氧基矽烷、丙基三戊氧基矽烷、丙基三苯基氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、丁基三乙氧基矽烷、丁基三丙氧基矽烷、丁基三丁氧基矽烷、丁基三戊氧基矽烷、丁基三苯基氧基矽烷、甲基單甲氧基二乙氧基矽烷、乙基單甲氧基二乙氧基矽烷、丙基單甲氧基二乙氧基矽烷、丁基單甲氧基二乙氧基矽烷、甲基單甲氧基二丙氧基矽烷、甲基單甲氧基二戊氧基矽烷、甲基單甲氧基二苯基氧基矽烷、乙基單甲氧基二丙氧基矽烷、乙基單甲氧基二戊氧基矽烷、乙基單甲氧基二苯基氧基矽烷、丙基單甲氧基二丙氧基矽烷、丙基單甲氧基二戊氧基矽烷、丙基單甲氧基二苯基氧基矽烷、丁基單甲氧基二丙氧基矽烷、丁基單甲氧基二戊氧基矽烷、丁基單甲氧基二苯基氧基矽烷、甲基甲氧基乙氧基丙氧基矽烷、丙基甲氧基乙氧基丙氧基矽烷、丁基甲氧基乙氧基丙氧基矽烷、甲基單甲氧基單乙氧基單丁氧基矽烷、乙基單甲氧基單乙氧基單丁氧基矽烷、丙基單甲氧基單乙氧基單丁氧基矽烷、丁基單甲氧基單乙氧基單丁氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、苯基三丙氧基矽烷、苯基三戊氧基矽烷等。

下述一般式(5)的4官能矽烷化合物的具體例可列舉例如四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷、四戊氧基矽烷、四苯基氧基矽烷、三甲氧基單乙氧基矽烷、二甲氧基二乙氧基矽烷、三乙氧基單甲氧基 矽烷、三甲氧基單丙氧基矽烷、單甲氧基三丁氧基矽烷、單甲氧基三戊基氧基矽烷、單甲氧基三苯基氧基矽烷、二甲氧基二丙氧基矽烷、三丙氧基單甲氧基矽烷、三甲氧基單丁氧基矽烷、二甲氧基二丁氧基矽烷、三乙氧基單丙氧基矽烷、二乙氧基二丙氧基矽烷、三丁氧基單丙氧基矽烷、二甲氧基單乙氧基單丁氧基矽烷、二乙氧基單甲氧基單丁氧基矽烷、二乙氧基單丙氧基單丁氧基矽烷、二丙氧基單甲氧基單乙氧基矽烷、二丙氧基單甲氧基單丁氧基矽烷、二丙氧基單乙氧基單丁氧基矽烷、二丁氧基單甲氧基單乙氧基矽烷、二丁氧基單乙氧基單丙氧基矽烷、單甲氧基單乙氧基單丙氧基單丁氧基矽烷等的四烷氧基矽烷，從反應性的觀點看來，其中以四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷為佳。

另外，實施形態所關連的擴散劑組成物還可含有有機溶劑。有機溶劑不受特別限定，而可列舉例如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丙基醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇單丙基醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單苯醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇單甲醚、三丙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚醋酸酯、乙二醇單乙醚醋酸酯、乙二醇單丙基醚醋酸酯、丙二醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單乙醚醋酸酯、丙二醇單丙基醚醋酸酯、2-甲氧基丁基 醋酸酯、3-甲氧基丁基醋酸酯、4-甲氧基丁基醋酸酯、2-甲基-3-甲氧基丁基醋酸酯、2-乙氧基丁基醋酸酯、4-乙氧基丁基醋酸酯、4-丙氧基丁基醋酸酯、甲基異丁基酮、乙基異丁基酮、環己酮、丙酸丙酯、丙酸異丙酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、乙基-3-丙氧基丙酸酯、丙基-3-甲氧基丙酸酯、異丙基-3-甲氧基丙酸酯、醋酸丁酯、醋酸異戊酯、乙醯醋酸甲酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、苄基甲醚、苄基乙基醚、苯、甲苯、二甲苯、丁醇、異丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、己醇、環己醇、γ丁內酯等。該等可單獨使用或組合兩種以上使用。

依據以上所說明的實施形態所關連的擴散劑組成物，基板塗佈後實施熱處理作為雜質擴散處理時，熱處理後所殘存的-O-Si-O-鍵結與雜質擴散成分的磷原子會產生鍵結，因此可抑制雜質擴散成分因為熱處理而飛散。因此可提高塗佈擴散劑組成物的部分與並未塗佈擴散劑組成物的部分的擴散對比。

(雜質擴散層的形成方法、及太陽能電池的製造方法)

參照圖1(A)~圖1(D)、及圖2(A)~圖2(D)，針對雜質擴散層的形成方法以及具備藉由該方法形成雜質擴散層的半導體基板的太陽能電池之製造方法作說明，該雜質擴散層之形成方法係包括藉由在半導體基板塗佈上述擴散劑組成物而形成擴散組成物膜，或印刷而形成圖型之步驟； 及使擴散劑組成物中的磷原子擴散至半導體基板之步驟。圖1(A)~圖1(D)、及圖2(A)~圖2(D)為用來說明包含實施形態所關連的雜質擴散層之形成方法的太陽能電池之製造方法的步驟之剖面圖。

首先如圖1(A)所示般，準備P型矽基板等的半導體基板1。接下來如圖1(B)所示般，使用周知的濕式蝕刻法，在半導體基板1的其中一個主表面形成具有微細的凹凸構造的紋理部1a。藉由此紋理部1a可防止半導體基板1表面的光線反射。接下來如圖1(C)所示般，在半導體基板1的紋理部1a側的主表面塗佈含有作為雜質擴散成分的磷原子的上述態樣的擴散劑組成物2。

將擴散劑組成物2藉由旋轉塗佈法、輥式塗佈印刷法、絲網印刷法、噴墨印刷法等塗佈在半導體基板1的表面(此外，在形成圖型而並非形成塗膜的情況，宜進行絲網印刷法等印刷法)。以這種方式形成雜質擴散劑層之後，使用烘箱等的周知手段使塗佈的擴散劑組成物2乾燥。

接下來，如圖1(D)所示般，將塗佈了擴散劑組成物2的半導體基板1載置於電爐內並且燒成。燒成之後，在電爐內使擴散劑組成物2中的磷原子由半導體基板1的表面擴散至半導體基板1內。在擴散步驟中，擴散溫度是在例如800~1000度的範圍。此外還可藉由慣用的雷射照射來代替電爐，將半導體基板1加熱。像這樣，磷原子會擴散至半導體基板1內，而形成N型雜質擴散層3。

接下來如圖2(A)所示般，藉由周知的蝕刻法除去不需要的氧化膜。然後如圖2(B)所示般，使用周知的化學氣相成長法(CVD法)，例如電漿CVD法，在半導體基板1的紋理部1a側的主表面形成由矽氮化膜(SiN膜)所構成的鈍化膜4。此鈍化膜4也具有抗反射膜的機能。

再接下來如圖2(C)所示般，藉由絲網印刷使例如銀(Ag)糊劑在半導體基板1的鈍化膜4側的主表面圖型化而產生表面電極5。表面電極5的圖型形成能夠提高太陽能電池的效率。另外，藉由絲網印刷使例如鋁(Al)糊劑在半導體基板1的另一個主表面形成背面電極6。

接下來如圖2(D)所示般，將形成了背面電極6的半導體基板1載置於電爐內並且燒成，然後使形成背面電極6的鋁擴散至半導體基板1內。藉此可降低背面電極6側的電阻。藉由以上的步驟，可製造出本實施形態所關連的太陽能電池10。

本發明並不受上述實施形態所限定，基於本領域具有通常知識者的知識可作各種設計變更等的變化，這種變化的實施形態亦包括在本發明的範圍。將上述實施形態與以下的變化例加以組合所產生新實施形態，兼具所組合的實施形態及變化例的各種效果。

上述實施形態所關連的擴散劑組成物亦可採用旋塗法、噴霧塗佈法、噴墨印刷法、輥塗印刷法、絲網印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、膠版印刷法等的印刷法。其中以輥式塗佈印刷法、絲網印刷法、凸版印刷法、凹版 印刷法為佳。

[實施例]

以下對本發明的實施例作說明，而這些實施例只是用來適當地對本發明作說明的例示，完全不會限制到本發明。

(實施例1)

具有包含2價基鍵結的-O-Si-O-鍵結與-P(=O)n-鍵結[n為1]的雜質擴散成分(A)(摻雜物成分)的原料，是採用二苯基二氯矽烷(信越化學工業製)與磷酸(純正化學製)。在反應容器中安裝旋轉攪拌翼，並且加入磷酸，以惰性氣體來置換系統內部。在室溫下攪拌，同時滴入二苯基二氯矽烷使其反應。此外，兩者的混合比率(莫耳比)定為磷酸：二苯基二氯矽烷=2：3(Si-Cl與HO-P全部發生反應的比率)。

反應結束後，將反應容器加熱至200℃，使副產物氯化氫充分脫氣。接下來，使反應容器自然冷卻至室溫並回收反應物。將所得到的反應物瑪瑙研鉢敲碎，而得到具有包含2價基鍵結的-O-Si-O-鍵結與-P(-O)n-鍵結[n為1]的摻雜物成分。重量平均分子量為約2000。

使此摻雜物成分1.0g溶於丙二醇單甲醚9.0g，而調製出擴散劑組成物，塗佈在P型(比電阻：5~15Ω．cm)的Si基板上的一半面積，旋轉塗佈之後，藉由熱板進行乾燥 以除去溶劑，而形成含有摻雜物成分的單層膜。

對於形成了含有摻雜物成分的單層膜的Si基板以電爐進行熱擴散(940℃、30分鐘)，使磷原子擴散至Si基板而形成N層。以稀氫氟酸除去Si基板表面的氧化膜，實施薄片電阻值測定，其結果，塗佈的部分為14Ω/□、未塗佈的部分超過18KΩ/□，擴散對比非常大。

(實施例2)

將實施例1所使用的二苯基二氯矽烷變更為二苯基二乙氧基矽烷(信越化學工業製)，除此之外與實施例1相同，而製作出摻雜物成分。在本實施例中，副產物為乙醇。藉由加熱至50℃，同時實施減壓處理，而將乙醇由摻雜物成分除去。重量平均分子量為約500。

使所得到的摻雜物成分1.0g溶於丙二醇單甲醚9.0g，而調製出擴散劑組成物之後，與實施例1同樣地在Si基板上塗佈擴散劑組成物而形成單層膜。單層膜形成後，以電爐進行熱擴散(940℃、30分鐘)，使磷原子擴散至Si基板而形成N層。以稀氫氟酸除去Si基板表面的氧化膜，實施薄片電阻值測定，其結果，塗佈的部分為14Ω/□、未塗佈的部分超過18KΩ/□，擴散對比非常大。

(實施例3)

將實施例1所使用的二苯基二氯矽烷變更為二苯基二甲氧基矽烷(信越化學工業製)，除此之外與實施例1相 同，而製作出摻雜物成分。在本實施例中，副產物為甲醇。藉由加熱至50℃，同時實施減壓處理，由摻雜物成分將乙醇除去。重量平均分子量為約500。

使所得到的摻雜物成分1.0g溶於丙二醇單甲醚9.0g，而調製出擴散劑組成物之後，與實施例1同樣地，在Si基板上塗佈擴散劑組成物，形成單層膜。單層膜形成後，以電爐進行熱擴散(940℃、30分鐘)，使磷原子擴散至Si基板而形成N層。以稀氫氟酸除去Si基板表面的氧化膜，實施薄片電阻值測定，其結果，塗佈的部分為14Ω/□、未塗佈的部分超過18KΩ/□，擴散對比非常大。

(實施例4)

將實施例1所使用的二苯基二氯矽烷變更為二甲基二氯矽烷(信越化學工業製)，除此之外與實施例1相同，而製作出摻雜物成分。在本實施例中，副產物為氯化氫。加熱至200℃，同時使副產物氯化氫充分脫氣。重量平均分子量為約400。

使所得到的摻雜物成分1.0g溶於丙二醇單甲醚9.0g，而調製出擴散劑組成物之後，與實施例1同樣地在Si基板上塗佈擴散劑組成物而形成單層膜。單層膜形成後，以電爐進行熱擴散(940℃、30分鐘)，使磷原子擴散至Si基板而形成N層。以稀氫氟酸除去Si基板表面的氧化膜，實施薄片電阻值測定，其結果，塗佈的部分為17 Ω/□、未塗佈的部分為3,500Ω/□，擴散對比非常大。

(比較例1)

具有Si-O-P骨架的摻雜物成分採用磷酸參三甲基甲矽烷基酯(東京化成製，分子量314.54)。使其與PPSQ-E(小西化學工業製)一起溶於丙二醇單甲醚並使其矽/磷比率與實施例1的樣品相符合，而調製出擴散劑組成物。將此溶液塗佈在P型(比電阻；5~15Ω．cm)之Si基板上一半的面積，旋轉塗佈之後，藉由熱板進行乾燥以除去溶劑，而形成含有摻雜物成分的單層膜。

對於形成了含有摻雜物成分的單層膜的Si基板以電爐進行熱擴散(940℃、30分鐘)，使磷原子擴散至Si基板而形成N層。以稀氫氟酸除去Si基板表面的氧化膜，實施薄片電阻值測定，其結果，塗佈的部分為25Ω/□、未塗佈的部分為900Ω/□，與實施例1~4作比較，可知擴散對比較小。

(比較例2)

將實施例1所使用的二苯基二氯矽烷變更為四乙氧基矽烷(信越化學工業製)，除此之外與實施例1相同，而製作出摻雜物成分，然而發生了膠體化，而無法得到摻雜物成分。

Claims (4)

1. 一種擴散劑組成物，其係擴散至半導體基板的雜質擴散成分的形成所使用之擴散劑組成物，並且具有-O-Si-O-鍵結與-P(=O)n-鍵結[n為0或1]，前述-O-Si-O-鍵結係具有下述式所表示之2~3價基的鍵結： [式中，R各自獨立而為有機基或羥基]。
2. 如申請專利範圍第1項之擴散劑組成物，其係具有下述式所表示之骨架： [式中，X各自獨立而為前述R或交聯氧(但是至少一個X為前述R)、Y各自獨立而為前述R或交聯氧，n為0或1]。
3. 一種雜質擴散層之形成方法，其特徵為包括： 在半導體基板塗佈如申請專利範圍第1項之擴散劑組成物而形成圖型之圖型形成步驟；及使前述擴散劑組成物中的磷原子擴散至前述半導體基板之擴散步驟。
4. 一種太陽能電池，其係含有半導體基板與藉由如申請專利範圍第3項之雜質擴散層之形成方法所形成之雜質擴散層。