WO2012140906A1 - テクスチャ形成面を有するシリコン基板と、それを含む太陽電池、およびその製造方法 - Google Patents

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野村　剛
奥村　智洋
齋藤　光央
田辺　浩
幸也 臼井
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Definitions

  • the present invention relates to a silicon substrate having a textured surface, a solar cell including the same, and a method for manufacturing the same.
  • Texture formation on the surface of a silicon substrate is generally performed by a wet process using an alkaline (KOH) aqueous solution as an etchant. Texture formation by a wet process requires a cleaning process using hydrogen fluoride, a heat treatment process, and the like as post-processing. For this reason, there is a risk of contaminating the surface of the silicon substrate, and there is a disadvantage in terms of cost.
  • KOH alkaline
  • the silicon substrate that can be textured by the wet process is limited to the silicon substrate having the substrate surface orientation (100) (see Patent Document 1, etc.); the surface of the silicon substrate having another substrate surface orientation is textured by the wet process.
  • the silicon substrate having the substrate surface orientation 100
  • the surface of the silicon substrate having another substrate surface orientation is textured by the wet process.
  • a method for forming a texture on the surface of a silicon substrate by a dry process has also been proposed.
  • a method of etching the surface of the silicon substrate by introducing such gas see Patent Document 2, Patent Document 3 and Patent Document 4), 3) By irradiating the silicon substrate with a laser beam in an atmosphere containing oxygen
  • a method for forming irregularities on the surface of a silicon substrate has been proposed.
  • Cited Document 7 ions are implanted in layers into a predetermined depth of the silicon substrate, and the silicon substrate into which the ions have been implanted is heated, so that the silicon substrate is cut at the above-described layered region, and a thin-layer silicon substrate is obtained. The method of obtaining is described. Similarly, it has been proposed to irradiate the surface of a silicon ingot substrate with an ion beam to peel off the surface film of the substrate (see Patent Documents 8 and 9).
  • the solar cell is a double-sided electrode type solar cell in which an n electrode and a p electrode are disposed on the light receiving surface and the back surface thereof, and a back surface type solar cell in which the n electrode and the p electrode are disposed on the back surface of the light receiving surface.
  • a back surface type solar cell in which the n electrode and the p electrode are disposed on the back surface of the light receiving surface.
  • Battery cells Broadly divided into battery cells.
  • a mode of the back surface type solar cell a mode in which a PN junction provided on the light receiving surface and an electrode provided on the back surface are connected by a through hole is known, which is referred to as a “metal wrap through structure back contact cell”. (For example, see Patent Document 10 and Non-Patent Document 1).
  • JP 2000-150937 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-313128 JP 2005-150614 A US2005 / 0126627 JP 2009-152569 A US 2010/0136735 JP-A-9-331077 JP 2009-295973 A US 2009/0277314 JP-A-4-223378
  • a texture is formed on the surface of a silicon substrate by a wet process.
  • the height of the convex portion itself was 10 ⁇ m or more. Therefore, when the thickness of the silicon substrate is reduced, for example, when the thickness is 50 ⁇ m or less, the ratio of the height of the convex portion of the texture to the thickness of the silicon substrate becomes excessively large. Therefore, the strength of the thinned silicon substrate cannot be ensured. That is, there has been a limit to thinning a silicon substrate having a textured surface.
  • the first aspect of the present invention aims to make the silicon substrate for solar cells thinner by refining the texture of the silicon substrate having the texture forming surface. Thereby, it aims at raising the design freedom of a solar cell.
  • a texture is formed on the surface of a silicon substrate by a wet process.
  • the height of the convex portion itself was 10 ⁇ m or more. Therefore, when the thickness of the silicon substrate is reduced, for example, when the thickness is 50 ⁇ m or less, the ratio of the height of the convex portion of the texture to the thickness of the silicon substrate becomes excessively large, and the strength of the silicon substrate cannot be ensured. For this reason, there has been a limit to thinning a silicon substrate having a textured surface.
  • a silicon substrate for a metal wrap through structure back contact cell has a through hole, so that its strength tends to be lowered. Therefore, it is more difficult to make the silicon substrate thinner.
  • a second aspect of the present invention aims to make a silicon substrate having a through hole thinner by refining the texture of the silicon substrate having the textured surface.
  • the present inventor has found that a very fine texture can be formed by supplying a specific etching gas to the surface of a silicon substrate having a specific substrate surface orientation for etching. Based on the findings, a thin silicon substrate was obtained while having a textured surface.
  • a first feature of the present invention is a method of manufacturing a silicon substrate having a texture-formed surface and a thickness of 50 ⁇ m or less, and preparing a silicon substrate having a thickness of 50 ⁇ m or less and a substrate surface orientation (111)
  • the gist is a manufacturing method including a process A and a process B in which an etching gas containing a fluorine-containing gas is sprayed on the surface of the prepared silicon substrate to form a texture.
  • the second feature of the present invention is a silicon substrate having a thickness of 50 ⁇ m or less and a substrate surface orientation (111) having a textured surface.
  • a solar cell including such a silicon substrate and having a textured surface as a light receiving surface.
  • a third feature of the present invention is a method of manufacturing a silicon substrate having a texture-formed surface and a thickness of 50 ⁇ m or less, comprising preparing a silicon ingot having a substrate surface orientation (111) of silicon ingot, From the texture forming surface, a process B for forming a texture by supplying an etching gas containing a fluorine-containing gas on the surface, a process C for injecting a dopant into the texture forming surface to form a PN junction on the surface layer of the silicon ingot, and Ions are implanted to form an ion implantation layer, and the silicon ingot formed with the ion implantation layer is impacted to divide the silicon ingot by the ion implantation layer to obtain a silicon substrate having a thickness of 50 ⁇ m or less.
  • the manufacturing method including the step E is the gist.
  • a fourth feature of the present invention is a method for manufacturing a silicon substrate having a texture-formed surface and having a through hole and having a thickness of 50 ⁇ m or less, and preparing a silicon ingot having a substrate surface orientation (111) And supplying an etching gas containing a fluorine-containing gas to the surface of the silicon ingot to form a texture B, irradiating the textured surface with a laser to form holes C, and adding a dopant to the textured surface Implanting and forming a PN junction on the surface layer of the silicon ingot and the inner wall surface layer of the hole, step E of implanting ions from the textured surface to form an ion implanted layer, and forming an ion implanted layer
  • the silicon ingot is impacted, the silicon ingot is divided by the ion implantation layer, and the silicon ingot having a thickness of 50 ⁇ m or less is divided.
  • the gist of the manufacturing method includes the step F of obtaining a con substrate.
  • a back contact solar cell including a silicon substrate obtained by such a method, the electrode comprising a conductive film formed on the inner surface of the through hole and connected to the PN junction, and a texture.
  • a solar battery cell including an electrode made of a conductive film formed on a surface opposite to a formation surface.
  • the texture is formed on the surface thereof.
  • the light reflectance on the texture forming surface can be sufficiently suppressed, and the captured light is not leaked to the outside. Therefore, the silicon substrate according to the first aspect of the present invention is particularly preferably used as a silicon substrate for solar cells by using the texture-formed surface as a light receiving surface.
  • the silicon substrate is thinned, the texture is formed on the surface and through holes are formed.
  • the light reflectance on the texture forming surface can be sufficiently suppressed, and the captured light is not leaked to the outside. Therefore, the silicon substrate according to the second aspect of the present invention is particularly preferably used as a silicon substrate for a solar cell called a metal wrap through structure back contact cell by using the textured surface as a light receiving surface.
  • FIG. 1A is a perspective view conceptually illustrating a triangular pyramid-shaped protrusion constituting the texture of the texture forming surface of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view conceptually illustrating a triangular pyramid-shaped protrusion constituting the texture of the texture forming surface of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing a manufacturing flow of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 22B is a diagram showing a manufacturing flow of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2C is a diagram showing a manufacturing process of an arbitrary silicon substrate.
  • FIG. 2D is a diagram illustrating a process of forming a solar cell.
  • FIG. 3A is a diagram showing a manufacturing flow of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a diagram showing a manufacturing flow of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3C is a diagram showing a manufacturing flow of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is an external perspective view of a texture forming apparatus used for forming a texture on the surface of a silicon substrate in the example according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a perspective view seen through the inside of the decompression chamber.
  • FIG. 5A is a schematic diagram of the texture of the texture forming surface of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a photomicrograph showing an example of the texture on the texture-formed surface of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5C is a photomicrograph showing an example of the texture on the texture-formed surface of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a diagram showing a flow of a first method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a diagram showing a flow of the first manufacturing method of the silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6C is a diagram showing a flow of the first manufacturing method of the silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6D is a diagram showing a flow of the first manufacturing method of the silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 66E is a diagram showing a flow of the first manufacturing method of the silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6F is a diagram showing a step of forming a solar cell.
  • FIG. 7A is a diagram showing a flow of a second method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a diagram showing a flow of a second method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a diagram showing a flow of a second method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a diagram showing a flow of a second method for manufacturing a silicon substrate according to the second
  • FIG. 7C is a diagram showing a flow of a second method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7D is a diagram showing a flow of a second manufacturing method of the silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7E is a diagram showing a flow of a second manufacturing method of the silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7F is a diagram showing a step of forming a solar cell.
  • FIG. 8A is a diagram showing a flow of a third method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a diagram showing a flow of a third method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a diagram showing a flow of a third method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a diagram showing a flow of a third method for manufacturing a silicon substrate according
  • FIG. 8C is a diagram showing a flow of a third manufacturing method of the silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8D is a diagram showing a flow of the third method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8E is a diagram showing a flow of a third method for manufacturing a silicon substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8F is a diagram showing a step of forming a solar cell.
  • FIG. 9A is a flowchart showing a first manufacturing example of a silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a flowchart showing a first manufacturing example of a silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a flowchart showing a first manufacturing example of a silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a flowchart showing a first manufacturing example of a silicon substrate according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 9C is a flowchart showing a first manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9D is a flowchart showing a first manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9E is a flowchart showing a first manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9F is a diagram showing a step of forming a solar cell.
  • FIG. 10A is a flowchart showing a second manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is a flowchart showing a second manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A is a flowchart showing a second manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10C is a flowchart showing a second manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10D is a flowchart showing a second manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10E is a flowchart showing a second manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10F is a diagram showing a step of forming a solar cell.
  • FIG. 11A is a flowchart showing a third manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B is a flowchart showing a third manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11A is a flowchart showing a third manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B is a flowchart showing a third manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11C is a flowchart showing a third manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11D is a flowchart showing a third manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11E is a flowchart showing a third manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11F is a flowchart showing a third manufacturing example of the silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing an example of a back contact cell type solar battery cell including a silicon substrate according to the third embodiment of the present invention.
  • the silicon substrate of the present invention is characterized in that a texture is formed on the surface thereof.
  • the substrate surface on which the texture is formed is referred to as a texture-formed surface.
  • the silicon substrate of the present invention is a single crystal silicon substrate having a substrate surface orientation (111).
  • a texture can be formed on the surface of a silicon substrate having a substrate surface orientation (100).
  • a texture cannot be formed on the surface of the silicon substrate having the substrate surface orientation (111) and is isotropically etched.
  • the texture is formed on the single crystal silicon substrate having the substrate surface orientation (111).
  • the silicon substrate may be intrinsic silicon, may be p-type doped, or may be n-type doped. Moreover, when using as a silicon substrate for solar cells, it is preferable that a PN junction is formed.
  • Textured surface means a low reflective surface.
  • the low reflection surface is preferably a surface having a reflectivity of about 10% or less when the reflectivity of the mirror surface with respect to light having a wavelength of 0.5 to 1.0 ⁇ m is set to 100%. Is more preferably 0%.
  • FIG. 1A is a perspective view conceptually illustrating a triangular pyramid-shaped protrusion 11'a constituting the texture of the texture forming surface of the silicon substrate 50 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view conceptually illustrating a triangular pyramid-shaped protrusion 11 ′ a constituting the texture of the texture forming surface 11 ′ of the silicon substrate 50 according to the first embodiment of the present invention.
  • the texture-formed surface 11 'of the present invention has a conical protrusion 11'a obtained by etching the (111) orientation surface of the silicon substrate 50. It is preferable that a plurality of conical protrusions are densely packed on the texture forming surface 11 ′.
  • the cone shape is typically a triangular pyramid shape, but may be a cone shape, a quadrangular pyramid shape, or another shape.
  • the triangular pyramid shape is a pyramid having a triangular bottom surface and preferably has a head apex.
  • the triangular pyramid shape is preferably a shape close to a regular triangular pyramid, but it is not necessary to be a strict triangular pyramid.
  • the height H (see FIGS. 1A and 1B) of the conical (typically triangular pyramidal) protrusion 11'a is usually 100 nm to 1.5 ⁇ m, preferably 100 nm to 1 ⁇ m.
  • the length L (see FIG. 1A) of the diagonal line of the bottom surface of the conical (typically triangular pyramid) protrusion is usually 100 nm to 1.5 ⁇ m, preferably 100 nm to 1 ⁇ m.
  • the angle ⁇ (see FIG. 1A) of the apex of the cone-shaped protrusion is preferably 40 to 80 °.
  • the density of the protrusions 11′a on the textured surface 11 ′ is preferably 10 to 1000 per unit area (100 ⁇ m 2 ).
  • the protrusions 11'a constituting the texture formed on the texture forming surface 11 ' are fine.
  • the finer the texture structure the more light reflection on the textured surface 11 'is suppressed. For example, if the texture processing accuracy is 1 ⁇ m or less, the reflection of light having a wavelength of 1 ⁇ m on the texture forming surface can be made almost zero.
  • the height of the textured projection formed on the surface of the silicon substrate by the conventional wet etching method or ion plasma etching method is large, and it was impossible to form a fine projection as in the present invention.
  • the height H of the textured protrusion 11'a formed by the wet etching method is 10 to 20 ⁇ m.
  • a further feature of the silicon substrate 50 having the textured surface 11 ′ of the present invention is that the thickness D of the silicon substrate is thin. That is, since the protrusions constituting the texture are fine, the strength of the silicon substrate can be maintained even if the thickness of the silicon substrate is reduced.
  • the thickness D of the silicon substrate of the present invention is preferably 50 ⁇ m or less, including the height of the texture projections, and can also be 20 ⁇ m or less.
  • the minimum of the thickness of a silicon substrate is not specifically limited, What is necessary is just to be able to maintain the intensity
  • the texture may be formed on the entire surface of the silicon substrate, or the texture may be formed on a part thereof.
  • a texture is formed in a region where a surface electrode (including a connector electrode, a bar electrode, a grid electrode, etc.) disposed on the light receiving surface side is disposed. It is preferable to make it flat without doing.
  • the silicon substrate of the present invention when used as a semiconductor substrate for a solar cell, it preferably has a PN junction.
  • a PN junction may be formed by doping the surface layer on the textured surface with n-type to form an emitter layer.
  • the PN junction may be formed by doping the surface layer on the textured surface to p-type to form an emitter layer.
  • the PN junction is preferably formed in a region having a depth PN of 0.01 ⁇ m to 0.1 ⁇ m from the texture forming surface, for example, in a region having a depth PN of about 0.05 ⁇ m.
  • the manufacturing method of the silicon substrate which has a texture formation surface is not specifically limited, It can manufacture based on the method shown below.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams showing a manufacturing flow of the silicon substrate according to the first embodiment of the present invention.
  • the silicon substrate having the texture-formed surface of the present invention has a thickness of 50 ⁇ m or less, a step A for preparing a silicon substrate having a substrate surface orientation (111) (see FIG. 2A), and the substrate surface of the silicon substrate prepared above. It can be manufactured by a method including a step B (see FIG. 2B) of forming a texture by spraying an etching gas containing a fluorine-containing gas on (substrate surface orientation (111)).
  • a doping step shown in FIG. 2C may be further performed.
  • FIG. 2D a solar cell is formed through a process of forming a front electrode 70 and a back electrode 75.
  • Step A (Step of Preparing Silicon Substrate)
  • a silicon substrate having a thickness of 50 ⁇ m or less and having a substrate surface orientation (111) is prepared. Specifically, the steps shown in FIGS. 3A to 3C can be performed. That is, the silicon substrate prepared in step A is prepared by a step (a1) of preparing a silicon ingot having a substrate surface orientation (111) (see FIG. 3A), and ions in a region of 50 ⁇ m or less in depth from the ingot surface of the silicon ingot described above. Implanting step a2 for forming an ion implantation layer (see FIG.
  • the silicon ingot 10 prepared in step a1 is a silicon ingot having a substrate surface orientation (111) (see FIG. 3A).
  • the silicon ingot may be intrinsic silicon or may be doped p-type or n-type.
  • a doped silicon ingot is often prepared.
  • a normal silicon substrate for a solar cell has a PN junction.
  • the silicon ingot 10 is doped p-type or n-type, a silicon substrate having a PN junction is easy to manufacture.
  • ions 40 are implanted from the substrate surface 11 (111 surface) of the silicon ingot 10 (see FIG. 3B).
  • the ions 40 to be implanted may be hydrogen ions (protons), nitrogen ions, or rare gas (such as argon) ions.
  • the ion implantation layer 25 is formed by allowing the implanted ions 40 to exist in a layered region having a constant depth a from the substrate surface 11 of the silicon ingot 10 (see FIG. 3B).
  • the constant depth a is a depth of 50 ⁇ m or less, preferably a depth of 20 ⁇ m or less. By adjusting this depth, the thickness of the resulting silicon substrate can be adjusted.
  • the thickness b of the ion implantation layer 45 is not particularly limited, but may be about 0.7 ⁇ m.
  • step a2 in order to cause ions to exist in a layered region having a constant depth a from the substrate surface 11 of the silicon ingot 10, the acceleration energy of ions to be implanted or the dose amount is adjusted.
  • step a3 an impact is given to the silicon ingot 10 on which the ion implantation layer 45 is formed (see FIG. 3C).
  • the means for giving an impact may be laser irradiation or heat treatment, but may be achieved by irradiating atmospheric pressure plasma 40.
  • irradiating the atmospheric pressure plasma 40 instead of the laser irradiation, there is an advantage that defects that can occur in the silicon ingot 10 due to the ions 40 implanted in the step a2 can be repaired.
  • step a3 in order to give an impact to the silicon ingot 10, the atmospheric pressure plasma 60 may be irradiated, and then the dry ultrasonic wave 65 may be further irradiated (see FIG. 3C). Irradiation of the dry ultrasonic wave 65 has an advantage that no special equipment is required and the process cost is reduced.
  • the silicon ingot 10 subjected to the impact in step a3 is divided with the ion implantation layer 45 as a boundary (see FIG. 3C).
  • a silicon substrate 50 having a thickness of 50 ⁇ m or less and having a substrate surface 11 with a substrate surface orientation (111) is obtained.
  • the ion implantation layer 45 is illustrated so as to remain on the surface of the silicon ingot 10.
  • the ion implantation layer 45 may remain on the bottom surface of the silicon substrate 50 (opposite to the textured surface) or may remain on the surface of the silicon ingot 10 and the bottom surface of the silicon substrate 50.
  • a texture is formed on the surface 11 of the silicon substrate 50 prepared in step A to form a texture forming surface 11 ′ (see FIG. 2B).
  • the texture is preferably formed by gas (dry) etching in which the etching gas 20 is blown onto the surface 11 of the silicon substrate 50 (see FIG. 2A) (see FIG. 2B). This is because the thickness of the silicon substrate 50 is thin, and thus the size of the texture (the height of the uneven projections) needs to be reduced.
  • wet etching using an alkaline solution or reactive ion etching using plasma which is a conventional general texture forming method, the size of the formed texture becomes excessive, and the silicon substrate 50 is destroyed.
  • a fine texture is formed by spraying a specific etching gas 20 on the surface 11 of the substrate surface orientation (111) to perform gas etching.
  • the etching gas 20 includes a fluorine-containing gas.
  • the fluorine-containing gas include ClF 3 , XeF 2 , BrF 3 , BrF 5 and NF 3 .
  • the fluorine-containing gas may be a mixed gas of two or more of these gases.
  • Fluorine-containing gas molecules physically adsorb on the surface of the silicon substrate and move to the etching site. Gas molecules that have reached the etching site are decomposed and react with silicon to produce volatile fluorine compounds. Thereby, the silicon ingot surface is etched and a texture is formed.
  • Etching gas 20 preferably contains an inert gas in addition to the fluorine-containing gas.
  • the inert gas is nitrogen gas, argon, helium, or the like, and may be any gas that does not have reactivity with silicon.
  • the inert gas contained in the etching gas 20 may be a mixed gas of two or more gases.
  • the total concentration (volume concentration) of the inert gas in the etching gas 20 is preferably 3 times or more with respect to the total concentration of the fluorine-containing gas, and may be 10 times or more or 20 times or more.
  • the triangular pyramidal projections texture projections
  • the concentration of the inert gas it is preferable to increase the concentration of the inert gas and relatively decrease the concentration of the fluorine-containing gas.
  • the concentration of the inert gas in the etching gas 20 is low and the concentration of the fluorine-containing gas is relatively high, the surface of the silicon ingot may be easily isotropically etched. It may be difficult to form a texture.
  • the silicon substrate surface may be easily isotropically etched, and a desired texture is formed on the silicon substrate surface. It may be difficult.
  • the etching gas 20 contains a gas containing oxygen atoms in the molecule together with the fluorine-containing gas.
  • the gas containing oxygen atoms is typically oxygen gas (O 2 ), but may be carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen dioxide (NO 2 ), or the like.
  • the concentration (volume concentration) of the oxygen atom-containing gas in the etching gas 20 is preferably more than twice the total concentration of the fluorine-containing gas, and more preferably 4 times or more.
  • the concentration (volume concentration) of the oxygen atom-containing gas in the etching gas 20 is preferably 30 to 80% with respect to the total concentration of the fluorine-containing gas and the inert gas. If the concentration of the oxygen atom-containing gas in the etching gas 20 is too low, a desired texture may not be obtained due to overetching.
  • the oxygen atom-containing gas in the etching gas 20, it is possible to form an uneven shape suitable for the texture of the solar cell on the surface of the semiconductor substrate.
  • the reason is not particularly limited.
  • ClF 3 gas when ClF 3 gas is physically adsorbed on the silicon surface, it reacts with silicon and becomes SiF 4 to be gasified. At this time, oxygen atoms are terminated in dangling bonds of the silicon network structure, so that Si—O bonds are partially configured.
  • Si—Si silicon network structure
  • Si—O a region that is difficult to etch
  • step B of the method for manufacturing a silicon substrate of the present invention it is important to maintain the temperature of the silicon substrate 50 during gas etching at a low temperature.
  • the temperature of the silicon substrate 50 is preferably maintained at 130 ° C. or lower, more preferably maintained at 100 ° C. or lower, and further preferably maintained at 80 ° C. or lower.
  • step B of the method for manufacturing a silicon substrate of the present invention a step of spraying a cooling gas onto the silicon substrate may be included.
  • the cooling gas is the same as the aforementioned inert gas, and means nitrogen gas, argon, helium, or the like.
  • the substrate that has generated heat is cooled by spraying a cooling gas on the silicon substrate that has generated heat by reaction with the etching gas.
  • step B of the silicon substrate manufacturing method of the present invention the step of blowing an etching gas to the silicon substrate 50 and the step of blowing a cooling gas may be alternately repeated.
  • the substrate temperature is maintained at a low temperature.
  • the process time is not particularly limited, but may be about 1 to 10 minutes.
  • the cooling gas may be sprayed to lower the substrate temperature, and the etching gas may be sprayed onto the silicon substrate 50 again.
  • the etching gas 20 causes the surface 11 of the silicon substrate 50 to be a textured surface 11 ′ having a desired texture (see FIG. 2B), it is preferable to remove the etching gas remaining on the silicon substrate 50 or a decomposition product thereof.
  • the remaining fluorine component may be removed from the silicon substrate 50 in a hydrogen gas atmosphere.
  • the emitter layer may be formed by doping the texture forming surface 11 ′ with the dopant 30.
  • a PN junction 35 is formed on the silicon substrate 50 (see FIG. 2C).
  • the PN junction 35 may be formed by doping 1) by applying phosphorus glass (PSG) to the textured surface 11 'and doping the surface layer into N-type (glass coating method). 2)
  • the textured surface 11 ′ may be heated in a phosphorus oxychloride gas atmosphere to form an N-type emitter layer on the textured surface 11 ′ to form a PN junction.
  • the silicon substrate 50 since the silicon substrate 50 is very thin, the silicon substrate 50 may be warped depending on these methods.
  • the PN junction 35 is preferably formed by doping using atmospheric pressure plasma.
  • the surface layer can be doped p-type by injecting boron into the textured surface 11 ′ with atmospheric pressure plasma.
  • the silicon substrate of this invention is used as a silicon substrate for solar cells.
  • the solar cell can be obtained by disposing the front electrode 70 on the light receiving surface that is the texture-forming surface and disposing the back electrode 75 on the non-light receiving surface (see FIG. 2D).
  • the aspect of the solar cell is not limited to that described above.
  • an antireflection layer may be laminated on the texture forming surface 11 '(not shown).
  • the antireflection layer can further reduce the reflectance as a solar cell, and improves the photoelectric conversion rate.
  • Examples of the antireflection layer include a silicon nitride film and a titanium oxide film.
  • FIG. 4A is an external perspective view of the texture forming apparatus 100 used in the experimental example.
  • FIG. 4B is a perspective view seen through the decompression chamber 120.
  • the texture forming apparatus 100 shown in FIGS. 4A and 4B is for placing a nozzle 130 for jetting an etching gas, a nozzle 140 for jetting a cooling gas, and a silicon ingot (silicon substrate) 110 in a decompression chamber 120.
  • Stage 150 The nozzle 130 is connected to an etching gas supply pipe 131.
  • the nozzle 140 that ejects the cooling gas is connected to the cooling gas supply pipe 141.
  • a silicon ingot having a textured surface was manufactured by spraying an etching gas and a cooling gas onto the silicon ingot 110 placed on the stage 150.
  • a silicon ingot 110 having a substrate surface orientation (111) was placed on the stage 150 of the texture forming apparatus 100 shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the interval between the nozzle 130 and the silicon ingot 110 was set to 10 mm.
  • the area of the substrate surface of the silicon ingot 110 is 125 mm ⁇ 125 mm.
  • the temperature of the stage 150 was set to 25 ° C.
  • the etching gas from the nozzle 130 was sprayed over the entire surface of the silicon ingot 110 over 3 minutes.
  • FIGS. 5A to 5C The texture-formed surfaces of the obtained silicon ingot are shown in FIGS. 5A to 5C.
  • FIG. 5A is a schematic diagram of a texture forming surface.
  • FIG. 5B is a micrograph of this, and it can be seen that triangular pyramidal protrusions are densely formed.
  • FIG. 5C it can be seen that the height of the protrusion is 100 nm to 200 nm.
  • a fine texture can be formed. Therefore, even a silicon substrate having a thickness of 50 ⁇ m or less can be used as a silicon substrate for a solar cell while maintaining its mechanical strength. it can.
  • FIGS. 6A-6F are flowcharts of a first method for manufacturing a silicon substrate having a texture-formed surface according to the second embodiment of the present invention. It is shown in FIGS. 6A-6F.
  • the first manufacturing method includes a step A (see FIG. 6A) for preparing the silicon ingot 10, a step B (see FIG. 6B) for forming a texture on the surface 11 of the silicon ingot 10 to form a textured surface 11 ′, Step C (see FIG.
  • a solar cell is formed through a process of forming the front electrode 70 and the back electrode 75.
  • a silicon ingot 10 is prepared.
  • the silicon ingot 10 prepared in step A is a single crystal silicon ingot having a substrate surface orientation (111).
  • One of the features of the method for producing a silicon ingot of the present invention is that a texture is formed on the surface of the silicon ingot having the substrate surface orientation (111).
  • a texture can be formed on the surface of a silicon ingot having a substrate surface orientation (100); a silicon ingot having a substrate surface orientation (111)
  • the texture cannot be formed on the surface of the film and is isotropically etched.
  • a texture is formed on a single crystal silicon ingot having a substrate surface orientation (111).
  • the silicon ingot is preferably doped p-type or n-type. This is because if a silicon ingot is doped in advance, a PN junction can be easily formed in step C described later.
  • a texture is formed on the surface 11 of the silicon ingot 10 to form a texture-formed surface 11 ′.
  • the texture is preferably formed by gas etching (dry etching) in which an etching gas 20 is blown. This is because the thickness of the silicon substrate manufactured according to the present invention is thin, and the size of the texture (the height of the uneven projections) must be reduced.
  • the small texture size means, for example, that the height of the protrusion is in the range of 100 nm to 1500 nm, and preferably in the range of 100 nm to 1000 nm.
  • the size of the texture to be formed becomes excessive (for example, the height of the uneven protrusion is about 10 ⁇ m). It was impossible to obtain a thin silicon substrate.
  • the etching gas the same gas as in the first embodiment can be used.
  • the temperature of the silicon ingot is preferably maintained at 130 ° C or lower, more preferably maintained at 100 ° C or lower, and further preferably maintained at 80 ° C or lower. In order to maintain the temperature of the silicon ingot at a low temperature, it is preferable to maintain the temperature of the stage on which the silicon ingot is placed at about room temperature (25 ° C.) or less.
  • Process B may include a step of spraying a cooling gas on the surface of the silicon ingot.
  • the cooling gas is the same as the aforementioned inert gas, and means nitrogen gas, argon, helium, or the like.
  • the generated silicon ingot can be cooled by spraying a cooling gas onto the surface of the silicon ingot that has generated heat by reaction with the etching gas.
  • step B the step of blowing an etching gas to the silicon ingot and the step of blowing a cooling gas may be alternately repeated.
  • the process time of the step of blowing the etching gas to the silicon ingot the temperature of the silicon ingot is kept low.
  • the process time is not particularly limited, but may be about 1 to 10 minutes.
  • the etching gas remaining on the silicon ingot or a decomposition product thereof is removed.
  • the remaining fluorine component may be removed from the silicon ingot in a hydrogen gas atmosphere.
  • a PN junction 35 is formed by injecting a dopant 30 into the silicon ingot through the textured surface 11 ′.
  • a PN junction may be formed by doping the surface layer on the textured surface with N-type to form an emitter layer.
  • a PN junction may be formed by forming an emitter layer by doping the surface layer of the texture forming surface to P-type.
  • the PN junction is preferably formed in a region having a depth of 0.01 ⁇ m to 0.1 ⁇ m from the texture forming surface 11, for example, preferably in a region having a depth of about 0.05 ⁇ m.
  • the doping of the surface layer of the texture-forming surface 11 is performed by gas-phase diffusion of a gas containing a dopant; thermal diffusion after applying a solution containing the dopant to the texture-forming surface 11, or irradiation with atmospheric pressure plasma in an atmosphere containing the dopant. It can be realized by a technique to do. For example, when the silicon ingot is doped P-type, 1) the textured surface is heated in phosphorus oxychloride gas to diffuse phosphorus in the surface layer of the textured surface 11 or 2) the phosphorus component Irradiation with atmospheric pressure plasma in an atmosphere containing Of course, after diffusing the dopant, it may be activated by annealing (for example, heat treatment).
  • ions 40 are implanted into the silicon ingot 10 from the textured surface 11 ′ to form an ion implanted layer 45.
  • the step (D step) for forming the ion implantation layer 45 was performed after the PN junction 35 was formed.
  • the process of forming the ion implantation layer 45 is not particularly limited, and may be performed before or after other processes.
  • the process D ′ may be performed before the texture is formed (see FIG. 7B), or the process D ′′ may be performed after the texture is formed and before the PN junction is formed (FIG. 7). 8C).
  • ions 40 are implanted into the silicon ingot through the surface (111 surface) of the silicon ingot 10.
  • the surface of the silicon ingot 10 may be a textured surface 11 ′ (see FIGS. 6D and 8C), or may be a surface 11 with no texture formed (see FIG. 7B).
  • the ions 40 to be implanted include hydrogen ions (protons), nitrogen ions, or rare gas (such as argon) ions.
  • the ion implantation layer 45 is formed by allowing the implanted ions to exist in a layered region having a certain depth from the substrate surface of the silicon ingot.
  • the constant depth a is a depth of 50 ⁇ m or less, preferably a depth of 20 ⁇ m or less. By adjusting this depth, the thickness of the manufactured silicon substrate can be adjusted.
  • step D in order to form the ion implantation layer 45 in a layered region having a constant depth a from the substrate surface of the silicon ingot, the acceleration energy of ions to be implanted is adjusted, Adjust the amount.
  • the thickness b of the ion implantation layer 45 itself is not particularly limited, but may be about 0.7 ⁇ m.
  • Step E Step of Dividing Silicon Ingot
  • the means for giving an impact may be laser irradiation or heat treatment. Heating means heating to 500 ° C., for example.
  • the silicon ingot may be impacted by irradiating the atmospheric pressure plasma 60.
  • irradiating the atmospheric pressure plasma 60 instead of the laser irradiation, there is an advantage that a defect that may occur in the silicon ingot 10 due to the ions 40 implanted in the process D can be repaired.
  • the dry ultrasonic wave 65 may be irradiated after the atmospheric pressure plasma 60 is irradiated. Irradiation with the dry ultrasonic wave 45 has the advantage that no special equipment is required and the process cost is reduced.
  • the silicon ingot impacted in step E is divided with the ion implantation layer 45 as a boundary (see FIGS. 6E, 7E, and 8E).
  • a silicon substrate 50 having a substrate surface orientation (111) having a texture forming surface 11 'and a thickness of 50 ⁇ m or less is obtained.
  • the silicon substrate produced according to the present invention is preferably used as a silicon substrate for solar cells.
  • the antireflection layer include a silicon nitride film and a titanium oxide film.
  • the solar cell can be obtained by disposing the surface electrode 70 on the light receiving surface that is the texture forming surface and the back electrode 75 on the non-light receiving surface (FIG. 6F, (See FIGS. 7F and 8F).
  • the surface electrode 70 is, for example, silver wiring.
  • the back electrode 75 is, for example, an aluminum deposition film.
  • the aspect of the solar cell is not limited to this.
  • FIGS. 7A to 7F are flowcharts of a second method for manufacturing a silicon substrate having a textured surface according to the second embodiment of the present invention.
  • the ion implantation layer 45 is formed as shown in FIG. 6D.
  • the PN junction 35 may be formed after the ion implantation layer 45 is formed. That is, in the second manufacturing method, the step A (see FIG.
  • Step 7A for preparing the silicon ingot 10 and the step of forming the ion implantation layer 45 by implanting the ions 40 from the non-textured surface 11 of the silicon ingot 10.
  • D ′ see FIG. 7B
  • a process B see FIG. 7C
  • Step C for forming a PN junction 35 by implantation
  • step E for obtaining a silicon substrate 50 by dividing the silicon ingot 10 by impacting the silicon ingot 10 on which the ion implantation layer 45 is formed.
  • FIG. 8A to 8F are flowcharts of a third method for manufacturing a silicon substrate having a texture-formed surface according to the second embodiment of the present invention.
  • a step (step of forming an ion implantation layer) corresponding to step D in the first manufacturing method is performed before step C (step of forming a PN junction). That is, a process A (see FIG. 8A) for preparing the silicon ingot 10, a process B (see FIG. 8B) that forms a texture on the surface 11 of the silicon ingot 10 to form a texture forming surface 11 ′, and a texture forming surface 11 ′.
  • Step D ′′ (see FIG. 8C) for implanting ions 40 to form an ion implantation layer 45, and Step C (see FIG.
  • step E for implanting dopant 30 into the texture forming surface 11 ′ to form a PN junction 35.
  • step E (see FIG. 8E) of applying a shock to the silicon ingot 10 formed with the ion implantation layer 45 to divide the silicon ingot 10 to obtain the silicon substrate 50.
  • triangular pyramidal projections were densely formed on the textured surface of the obtained silicon ingot.
  • the height of the protrusion was 100 nm to 200 nm.
  • a fine texture can be formed. Therefore, even a silicon substrate having a thickness of 50 ⁇ m or less can be used as a silicon substrate for a solar cell while maintaining its mechanical strength. it can.
  • FIG. 9A to FIG. 9F are flowcharts of a first method for manufacturing a silicon substrate having a textured surface according to the third embodiment of the present invention.
  • the first manufacturing method shown in FIGS. 9A to 9F includes a step A (see FIG. 9A) of preparing the silicon ingot 10 and a step of forming a texture on the surface 11 of the silicon ingot 10 to form a textured surface 11 ′.
  • B see FIG. 9B
  • Step C for forming holes 15 in the texture-forming surface 11 ′
  • dopant 30 is injected into the texture-forming surface 11 ′ in which the holes 15 are formed to form the PN junction 35.
  • Step D see FIG.
  • Step E for implanting ions 40 from the textured surface 11 ′ to form the ion implanted layer 45, and silicon ingot on which the ion implanted layer 45 is formed 10 and the step F of dividing the silicon ingot 10 to obtain the silicon substrate 50 (see FIG. 9F).
  • Step E for implanting ions 40 from the textured surface 11 ′ to form the ion implanted layer 45
  • silicon ingot on which the ion implanted layer 45 is formed 10 and the step F of dividing the silicon ingot 10 to obtain the silicon substrate 50 (see FIG. 9F).
  • a silicon ingot 10 is prepared.
  • the silicon ingot 10 prepared in step A is a single crystal silicon ingot having a substrate surface orientation (111).
  • One of the features of the method for producing a silicon ingot of the present invention is that a texture is formed on the surface of the silicon ingot having the substrate surface orientation (111).
  • a texture can be formed on the surface of a silicon ingot having a substrate surface orientation (100); a silicon ingot having a substrate surface orientation (111)
  • the texture cannot be formed on the surface of the film and is isotropically etched.
  • a texture can be formed on a single crystal silicon ingot having a substrate surface orientation (111).
  • the silicon ingot is preferably doped p-type or n-type. This is because if a silicon ingot is doped in advance, a PN junction can be easily formed in step C described later.
  • a texture is formed on the surface 11 of the silicon ingot 10 to form a textured surface 11 ′.
  • a texture may be formed on the entire surface 11 of the silicon ingot, or a texture may be formed on a part thereof.
  • the texture formation is preferably performed by gas etching (dry etching) in which an etching gas 20 is blown. This is because the thickness of the silicon substrate manufactured according to the present invention is thin (for example, 50 ⁇ m or less), and the size of the texture (the height of the uneven projections) must be reduced.
  • the small texture size means, for example, that the height of the protrusion is in the range of 100 nm to 1500 nm, and preferably in the range of 100 nm to 1000 nm.
  • the size of the texture to be formed becomes excessive (for example, the height of the uneven protrusion is about 10 ⁇ m). It was impossible to obtain a thin silicon substrate.
  • the same etching gas as that of the first embodiment can be used.
  • the temperature of the silicon ingot is preferably maintained at 130 ° C or lower, more preferably maintained at 100 ° C or lower, and further preferably maintained at 80 ° C or lower. In order to maintain the temperature of the silicon ingot at a low temperature, it is preferable to maintain the temperature of the stage on which the silicon ingot is placed at about room temperature (25 ° C.) or less.
  • Process B may include a step of spraying a cooling gas on the surface of the silicon ingot.
  • the cooling gas is the same as the aforementioned inert gas, and means nitrogen gas, argon, helium, or the like.
  • the generated silicon ingot can be cooled by spraying a cooling gas onto the surface of the silicon ingot that has generated heat by reaction with the etching gas.
  • step B the step of blowing an etching gas to the silicon ingot and the step of blowing a cooling gas may be alternately repeated.
  • the process time of the step of blowing the etching gas to the silicon ingot the temperature of the silicon ingot is kept low.
  • the process time is not particularly limited, but may be about 1 to 10 minutes.
  • the etching gas remaining on the silicon ingot or a decomposition product thereof is removed.
  • the remaining fluorine component may be removed from the silicon ingot in a hydrogen gas atmosphere.
  • holes 15 are formed in the texture forming surface 11 ′ of the silicon ingot 10.
  • the diameter of the hole 15 is not particularly limited, but is preferably larger than the wiring width of the bus bar electrode (disposed on the texture forming surface) when the solar cell is formed.
  • the wiring width of the bus bar electrode is usually about 1 mm.
  • the depth of the hole 15 should just be larger than the thickness of the silicon substrate 50 to be manufactured. For example, if the thickness of the silicon substrate 50 to be manufactured is 20 ⁇ m, the depth of the hole 15 may be 20 ⁇ m or more.
  • the shape of the hole 15 is not particularly limited, and may be any shape such as a columnar shape, a conical shape, a prismatic shape, or a pyramid shape.
  • the hole 15 can be formed by, for example, etching using an alkaline solution or by irradiating the texture forming surface 11 ′ with laser, but it is preferable to form the hole 15 by laser irradiation.
  • the hole 15 is formed by etching using an alkaline solution, for example, 1) the texture forming surface 11 ′ is covered with a mask (for example, a silicon oxide film), and 2) the mask of the portion where the hole is formed is removed. A window is formed, 3) a hole is formed in the silicon ingot at the window portion with an alkaline solution, and 4) the mask is removed.
  • Etching using such an alkaline solution requires a cleaning process using hydrogen fluoride, a heat treatment process, and the like as post-processing. For this reason, there is a risk of contaminating the surface of the silicon substrate, and there is a disadvantage in terms of cost.
  • the formation of the holes 15 by laser irradiation can be performed by a dry process, contamination of the silicon substrate is suppressed.
  • the conditions for forming the holes 15 by laser irradiation are not particularly limited, but a YAG laser or the like may be used to irradiate laser light having a pulse width of hemtoseconds or picoseconds.
  • a plasma assisted laser ablation method may be employed.
  • the dopant 30 is implanted into the silicon ingot 10 through the textured surface 11 ′ where the holes 15 are formed and the inner wall surface of the holes 15.
  • the emitter layer is formed by doping the surface layer of the texture forming surface 11 ′ and the surface layer of the inner wall surface of the hole 15 to N-type to form the PN junction 35. do it.
  • the emitter layer is formed by doping the surface layer of the texture forming surface 11 ′ and the surface layer of the inner wall surface of the hole 15 to P-type, thereby forming the PN junction 35. May be formed.
  • the PN junction 35 is preferably formed in a region having a depth of 0.01 ⁇ m to 0.1 ⁇ m from the texture forming surface 11 ′ and the inner wall surface of the hole 15, for example, in a region having a depth of about 0.05 ⁇ m. preferable.
  • the doping of the surface layer of the textured surface 11 ′ and the surface layer of the inner wall surface of the hole 15 may be performed by gas-phase diffusion of a gas containing a dopant; or by thermal diffusion after applying a solution containing the dopant to the textured surface 11 ′. It can be realized by a method of irradiating atmospheric pressure plasma in an atmosphere including For example, when the silicon ingot 10 is doped P-type, 1) the silicon ingot is heated in phosphorus oxychloride gas, and phosphorus is vaporized on the surface layer of the texture forming surface 11 ′ and the inner wall surface of the hole 15.
  • Phase diffusion is performed, or 2) atmospheric pressure plasma is irradiated to the surface layer of the texture forming surface 11 ′ and the surface layer of the inner wall surface of the hole 15 in an atmosphere containing a phosphorus component.
  • atmospheric pressure plasma is irradiated to the surface layer of the texture forming surface 11 ′ and the surface layer of the inner wall surface of the hole 15 in an atmosphere containing a phosphorus component.
  • it may be activated by annealing (for example, heat treatment).
  • Step E Step of Forming Ion Implanted Layer
  • ions 40 are implanted into the silicon ingot 10 from the textured surface 11 ′ to form an ion implanted layer 45.
  • the step (E step) of forming the ion implantation layer 45 was performed after the PN junction 35 was formed.
  • the process of forming the ion implantation layer 45 is not particularly limited, and may be performed before or after other processes.
  • the process E ′ may be performed before the texture is formed (see FIG. 10B).
  • Step E ′′ may be performed after the texture is formed and before the holes 15 are formed (see FIG. 11C).
  • step E if ions 40 are implanted into the silicon ingot 10 through the surface (111 plane) of the silicon ingot 10, the surface of the silicon ingot 10 is textured. It may be the formation surface 11 ′ (see FIG. 9D and FIG. 11C) or the texture-unformed surface 11 (see FIG. 10B).
  • Examples of ions 40 to be implanted include hydrogen ions (protons), nitrogen ions, or rare gas (such as argon) ions.
  • the ion implantation layer 45 is formed by allowing the implanted ions to exist in a layered region having a certain depth from the substrate surface of the silicon ingot.
  • the constant depth a is a depth of 50 ⁇ m or less, preferably a depth of 20 ⁇ m or less. By adjusting this depth, the thickness of the silicon substrate 50 to be manufactured can be adjusted.
  • the constant depth a is required to be smaller than the depth of the hole 15. This is because a through hole (through hole) is provided in the silicon substrate to be manufactured.
  • step E in order to form the ion implantation layer 45 in a layered region having a constant depth a from the substrate surface of the silicon ingot, the acceleration energy of ions to be implanted is adjusted, Adjust the amount.
  • the thickness b of the ion implantation layer 45 itself is not particularly limited, but may be about 0.7 ⁇ m.
  • Step F Step of Dividing Silicon Ingot
  • the means for giving an impact may be laser irradiation or heat treatment. Heating means heating to 500 ° C., for example.
  • the silicon ingot may be impacted by irradiating the atmospheric pressure plasma 60.
  • irradiating the atmospheric pressure plasma 60 instead of the laser irradiation, there is an advantage that a defect that may occur in the silicon ingot 10 due to the ions 40 implanted in the process D can be repaired.
  • the dry ultrasonic wave 65 may be irradiated after the atmospheric pressure plasma 60 is irradiated. Irradiation with the dry ultrasonic wave 45 has the advantage that no special equipment is required and the process cost is reduced.
  • the silicon ingot subjected to the impact in the process F is divided with the ion implantation layer 45 as a boundary (see FIGS. 9F, 10F, and 11F).
  • a silicon substrate 50 having a substrate surface orientation (111) having a texture forming surface 11 'and a thickness of 50 ⁇ m or less is obtained.
  • a through-hole (through hole) 15 is formed in the silicon substrate 50.
  • the silicon substrate 50 manufactured according to the present invention is characterized in that a texture is formed on the surface thereof.
  • the substrate surface on which the texture is formed is referred to as a texture-formed surface.
  • the silicon substrate 50 is preferably used as a silicon substrate for solar cells, and more preferably used as a back contact cell type silicon substrate.
  • An example of a back contact cell type solar cell including the silicon substrate 50 is shown in FIG. FIG. 6 shows a cross section passing through the through hole 15 (see FIG. 1F and the like) of the silicon substrate 50.
  • the solar battery cell shown in FIG. 6 has 1) an electrode 70 filled in the through hole 15, and 2) an electrode 75 formed on the back surface of the textured surface 11 ′ of the silicon substrate 50.
  • the electrode 70 is connected to the PN junction 35.
  • the electrode 70 can be formed on the back surface of the texture forming surface 11 ′ of the silicon substrate 50 together with the inside of the through hole 15.
  • an insulating film is provided between the back surface of the texture forming surface 11 ′ and the electrode 70. 79 is sandwiched.
  • the electrode 70 is electrically connected to a bus bar electrode 78 disposed on the texture forming surface 11 ′ of the silicon substrate.
  • the bus bar electrode is connected to a finger electrode ′ (not shown) or the like, and is an electrode that collects electric power generated by the solar cell.
  • the metal film that becomes the electrode may be formed by, for example, vapor deposition.
  • the electrode 70 is, for example, silver.
  • the electrode 75 is, for example, an aluminum vapor deposition film.
  • an antireflection layer (not shown) is preferably laminated on the textured surface 11 ′ of the silicon substrate 50. This is because the antireflection layer can further reduce the reflectance on the texture-formed surface and improve the photoelectric conversion rate of the solar cell.
  • the antireflection layer include a silicon nitride film and a titanium oxide film.
  • 10A to 10F are flowcharts of a second method for manufacturing a silicon substrate having a textured surface according to the third embodiment of the present invention.
  • the ion implantation layer 45 was formed as shown in FIGS. 9D and 9E.
  • the PN junction 35 may be formed after the ion implantation layer 45 is formed. That is, the process A (see FIG.
  • FIG. 11A to 11F are flowcharts of a third method for manufacturing a silicon substrate having a texture-formed surface according to the third embodiment of the present invention.
  • a step (step of forming an ion implantation layer) corresponding to step E in the first manufacturing method is performed before step C (step of forming holes). That is, a process A (see FIG. 11A) for preparing the silicon ingot 10, a process B (see FIG. 11B) that forms a texture on the surface 11 of the silicon ingot 10 to form a texture-formed surface 11 ′, and a texture-formed surface 11 ′.
  • Step 40 '' for forming the ion-implanted layer 45 by implanting ions 40, Step C (see FIG.
  • Step D for injecting the dopant 30 into the textured surface 11 ′ thus formed to form the PN junction 35, and impacting the silicon ingot 10 on which the ion implantation layer 45 is formed cause the silicon ingot 10 to And a step F (see FIG. 11F) of dividing to obtain a silicon substrate 50.
  • triangular pyramidal protrusions are formed densely on the textured surface of the obtained silicon ingot 110, and the height of the protrusions was 100 nm to 200 nm.
  • the silicon substrate of the present invention is particularly preferably used as a silicon substrate for solar cells by using the textured surface as a light receiving surface. And the material efficiency of the silicon

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Abstract

　本発明は、テクスチャ形成面を有するシリコン基板のテクスチャを微細化することで、太陽電池用のシリコン基板を薄層化することを目的とする。本発明は、５０μｍ以下の厚みを有し、基板面方位（１１１）のシリコン基板であって、テクスチャが形成されたテクスチャ形成面を有するシリコン基板を提供する。このようなシリコン基板は、好ましくは５０μｍ以下の厚みを有し、基板面方位（１１１）のシリコン基板を準備する工程Ａと、前記準備したシリコン基板の基板表面に、フッ素含有ガスを含むエッチングガスを吹き付けて、テクスチャを形成する工程Ｂとを含むプロセスで製造される。

Description

テクスチャ形成面を有するシリコン基板と、それを含む太陽電池、およびその製造方法
　本発明は、テクスチャ形成面を有するシリコン基板と、それを含む太陽電池、およびその製造方法に関する。
　シリコン太陽電池（光電変換素子）などにおいて、シリコン基板の受光面にテクスチャと称される凹凸形状を設けて、入射光の反射を抑え、かつシリコン基板に取り込んだ光を外部に漏らさないようにしている。シリコン基板の表面へのテクスチャ形成は、一般的にアルカリ（ＫＯＨ）水溶液をエッチャントとするウェットプロセスにより行われている。ウェットプロセスによるテクスチャ形成は、後処理としてフッ化水素による洗浄工程や、熱処理工程などが必要とされる。そのため、シリコン基板表面を汚染する恐れがあるばかりか、コスト面からも不利な点があった。
　しかも、ウェットプロセスによりテクスチャ形成できるシリコン基板は、基板面方位（１００）のシリコン基板に限られ（特許文献１などを参照）；他の基板面方位を有するシリコン基板の表面に、ウェットプロセスによりテクスチャ形成することはできなかった。
　一方で、シリコン基板の表面へのテクスチャ形成をドライプロセスにて行う方法も提案されている。例えば、１）プラズマによる反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching）といわれる手法を用いる方法、２）シリコン基板のある大気圧雰囲気下の反応室に、ＣｌＦ３，ＸｅＦ２，ＢｒＦ３およびＢｒＦ５のいずれかのガスを導入することで、シリコン基板表面をエッチングする方法（特許文献２、特許文献３および特許文献４を参照）、３）シリコン基板に酸素を含む雰囲気中でレーザービームを照射することで、シリコン基板表面に凹凸を形成する方法（特許文献５および６を参照）が提案されている。
　さらに、太陽電池のシリコン基板を薄層化して、シリコンの材料効率を高めようとする試みもなされている（引用文献７を参照）。つまり、従来のシリコン基板は、シリコンインゴットをウェハ状に切断することで得ていたので、その厚みが数百マイクロメートル以上とならざるを得なかった。ところが、太陽電池において光電変換に寄与するシリコン基板に必要な厚みは、１００μｍ以下であるため、それを薄層化することができればシリコンの材料効率が高まる。
　引用文献７には、シリコン基板の所定の深さにイオンを層状に注入し、イオンを注入したシリコン基板を加熱することで、シリコン基板を、上述の層状領域で切断して、薄層シリコン基板を得る手法が記載されている。同様に、シリコンインゴット基板の表面にイオンビームを照射して、基板の表面膜を剥離することが提案されている（特許文献８および９参照）。
　他方、太陽電池セルは、受光面とその裏面とに、それぞれｎ電極とｐ電極とを配置する両面電極型太陽電池セルと、受光面の裏面にｎ電極とｐ電極とを配置する裏面型太陽電池セルとに大別される。裏面型太陽電池セルの一態様として、受光面に設けたＰＮ接合と裏面に設けた電極とをスルーホールで連結した態様が知られており、「メタルラップスルー構造バックコンタクトセル」などと称される（例えば、特許文献１０および非特許文献１を参照）。
特開２０００－１５０９３７号公報 特開平１０－３１３１２８号公報 特開２００５－１５０６１４号公報 米国特許第２００５／０１２６６２７号公報 特開２００９－１５２５６９号公報 米国特許第２０１０／０１３６７３５号公報 特開平９－３３１０７７号公報 特開２００９－２９５９７３号公報 米国特許第２００９／０２７７３１４号公報 特開平４－２２３３７８号公報
Ichiro IKEDA, "High Efficiency Multi Crystalline Silicon Back Contact Photovoltaic Solar Cell" エレクトロニクス実装学会誌Vol.12 No.6 (2009) p.485
　前述の通り、シリコン基板表面にテクスチャを形成するには、一般的にウェットプロセスにより行われていた。このようにして得られるテクスチャは、その凸部の高さ自体が１０μｍ以上あった。したがって、シリコン基板の厚みを薄くすると、例えば厚みを５０μｍ以下とすると、シリコン基板の厚みにおけるテクスチャの凸部の高さの割合が過剰に大きくなる。そのため、薄層化されたシリコン基板の強度が確保できない。即ち、テクスチャ形成面を有するシリコン基板の薄層化には、自ずと限界があった。
　そこで本発明の第一の態様は、テクスチャ形成面を有するシリコン基板のテクスチャを微細化することで、太陽電池用のシリコン基板を薄層化することを目的とする。それにより、太陽電池の設計自由度を高めることを目的とする。
　前述の通り、シリコン基板表面にテクスチャを形成するには、一般的にウェットプロセスにより行われていた。このようにして得られるテクスチャは、その凸部の高さ自体が１０μｍ以上あった。したがって、シリコン基板の厚みを薄くすると、例えば厚みを５０μｍ以下とすると、シリコン基板の厚みにおけるテクスチャの凸部の高さの割合が過剰に大きくなり、シリコン基板の強度が確保できない。そのため、テクスチャ形成面を有するシリコン基板の薄層化には、自ずと限界があった。
　特に、メタルラップスルー構造バックコンタクトセル用のシリコン基板は、スルーホールが形成されているので、その強度が低下しやすい。よって、シリコン基板を薄層化することはより困難である。
　そこで本発明の第二の態様は、テクスチャ形成面を有するシリコン基板のテクスチャを微細化することで、スルーホールを形成されたシリコン基板を薄層化することを目的とする。
　本発明者は、特定の基板面方位を有するシリコン基板の表面に、特定のエッチングガスを供給してエッチングすることで、極めて微細なテクスチャを形成できることを見出した。その知見に基づいて、テクスチャ形成面を有しつつ、薄層化されたシリコン基板を得た。
　本発明の第一の特徴は、テクスチャ形成面を有し、５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、５０μｍ以下の厚みを有し、基板面方位（１１１）のシリコン基板を準備する工程Ａと、上述の準備したシリコン基板の基板表面に、フッ素含有ガスを含むエッチングガスを吹き付けて、テクスチャを形成する工程Ｂと、を含む製造方法を要旨とする。
　本発明の第二の特徴は、５０μｍ以下の厚みを有し、基板面方位（１１１）のシリコン基板であって、テクスチャ形成面を有するシリコン基板を要旨とする。本発明によれば、係るシリコン基板を含み、テクスチャ形成面を受光面とする太陽電池が提供される。
　本発明の第三の特徴は、テクスチャ形成面を有し、５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程Ａと、シリコンインゴットの表面にフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、テクスチャを形成する工程Ｂと、テクスチャ形成面にドーパントを注入して、シリコンインゴットの表層にＰＮ接合を形成する工程Ｃと、テクスチャ形成面からイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程Ｄと、イオン注入層を形成されたシリコンインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でシリコンインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程Ｅと、を含む製造方法を要旨とする。
　本発明の第四の特徴は、テクスチャ形成面を有し、かつスルーホールを有する５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程Ａと、シリコンインゴットの表面にフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、テクスチャを形成する工程Ｂと、テクスチャ形成面にレーザを照射してホールを形成する工程Ｃと、テクスチャ形成面にドーパントを注入して、シリコンインゴットの表層および前記ホールの内壁表面層にＰＮ接合を形成する工程Ｄと、テクスチャ形成面からイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程Ｅと、イオン注入層を形成されたシリコンインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でシリコンインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程Ｆと、を含む製造方法を要旨とする。本発明によれば、係る方法で得たシリコン基板を含むバックコンタクト型太陽電池セルであって、スルーホールの内側面に成膜され、ＰＮ接合と接続している導電膜からなる電極と、テクスチャ形成面とは反対の面に成膜された導電膜からなる電極と、を含む太陽電池セルが提供される。
　本発明の第一の態様によれば、シリコン基板は薄層化されているにも係わらず、その表面にテクスチャが形成されている。好ましくは、そのテクスチャ形成面での光反射率を十分に抑制することができ、かつ取り込んだ光を外部に漏らさない。よって、本発明の第一の態様のシリコン基板は、そのテクスチャ形成面を受光面とすることで、太陽電池用のシリコン基板として特に好適に用いられる。
　本発明の第二の態様によれば、シリコン基板は、薄層化されているにも係わらず、その表面にテクスチャが形成され、かつスルーホールが形成されている。好ましくは、そのテクスチャ形成面での光反射率を十分に抑制することができ、かつ取り込んだ光を外部に漏らさない。よって、本発明の第二の態様のシリコン基板は、そのテクスチャ形成面を受光面とすることで、メタルラップスルー構造バックコンタクトセルと称される太陽電池用のシリコン基板として特に好適に用いられる。
図１Ａは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板のテクスチャ形成面のテクスチャを構成する三角錘状の突起を概念的に説明する斜視図である。 図１Ｂは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板のテクスチャ形成面のテクスチャを構成する三角錘状の突起を概念的に説明する断面図である。 図２Ａは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板の製造フローを示す図である。 図２２Ｂは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板の製造フローを示す図である。 図２Ｃは任意のシリコン基板の製造工程を示す図である。 図２Ｄは、太陽電池とする工程を示す図である。 図３Ａは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板の製造フローを示す図である。 図３Ｂは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板の製造フローを示す図である。 図３Ｃは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板の製造フローを示す図である。 図４Ａは、本発明の第一の実施形態に係る実施例において、シリコン基板の表面にテクスチャを形成するために用いたテクスチャ形成装置の外観斜視図である。 図４Ｂは、減圧チャンバ内を透視した斜視図である。 図５Ａは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板のテクスチャ形成面のテクスチャの模式図である。 図５Ｂは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板のテクスチャ形成面のテクスチャの例を示す顕微鏡写真である。 図５Ｃは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板のテクスチャ形成面のテクスチャの例を示す顕微鏡写真である。 図６Ａは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第一の製造方法のフローを示す図である。 図６Ｂは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第一の製造方法のフローを示す図である。 図６Ｃは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第一の製造方法のフローを示す図である。 図６Ｄは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第一の製造方法のフローを示す図である。 図６６Ｅは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第一の製造方法のフローを示す図である。 図６Ｆは、太陽電池とする工程を示す図である。 図７Ａは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第二の製造方法のフローを示す図である。 図７Ｂは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第二の製造方法のフローを示す図である。 図７Ｃは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第二の製造方法のフローを示す図である。 図７Ｄは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第二の製造方法のフローを示す図である。 図７Ｅは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第二の製造方法のフローを示す図である。 図７Ｆは、太陽電池とする工程を示す図である。 図８Ａは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第三の製造方法のフローを示す図である。 図８Ｂは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第三の製造方法のフローを示す図である。 図８Ｃは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第三の製造方法のフローを示す図である。 図８Ｄは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第三の製造方法のフローを示す図である。 図８Ｅは、本発明の第二の実施形態に係るシリコン基板の第三の製造方法のフローを示す図である。 図８Ｆは、太陽電池とする工程を示す図である。 図９Ａは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第１の製造例を示すフロー図である。 図９Ｂは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第１の製造例を示すフロー図である。 図９Ｃは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第１の製造例を示すフロー図である。 図９Ｄは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第１の製造例を示すフロー図である。 図９Ｅは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第１の製造例を示すフロー図である。 図９Ｆは、太陽電池とする工程を示す図である。 図１０Ａは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第２の製造例を示すフロー図である。 図１０Ｂは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第２の製造例を示すフロー図である。 図１０Ｃは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第２の製造例を示すフロー図である。 図１０Ｄは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第２の製造例を示すフロー図である。 図１０Ｅは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第２の製造例を示すフロー図である。 図１０Ｆは、太陽電池とする工程を示す図である。 図１１Ａは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第３の製造例を示すフロー図である。 図１１Ｂは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第３の製造例を示すフロー図である。 図１１Ｃは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第３の製造例を示すフロー図である。 図１１Ｄは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第３の製造例を示すフロー図である。 図１１Ｅは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第３の製造例を示すフロー図である。 図１１Ｆは、本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板の第３の製造例を示すフロー図である。 図１２は本発明の第三の実施形態に係るシリコン基板を含むバックコンタクトセル型の太陽電池セルの例を示す図である。
　以下に、実施形態を挙げて本発明の説明を行うが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。図中同一の機能又は類似の機能を有するものについては、同一又は類似の符号を付して説明を省略する。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［第一の実施形態］１．テクスチャ形成面を有するシリコン基板について
　本発明のシリコン基板は、その表面にテクスチャが形成されていることを特徴とする。テクスチャが形成された基板表面を、テクスチャ形成面という。
　本発明のシリコン基板は、基板面方位（１１１）の単結晶シリコン基板である。従来の一般的なテクスチャ形成手法であるアルカリ溶液によるウェットエッチング法によれば、基板面方位（１００）のシリコン基板表面にテクスチャを形成することはできる。しかし、基板面方位（１１１）のシリコン基板表面にテクスチャを形成することはできず、等方的にエッチングされてしまう。これに対して、本発明では基板面方位（１１１）の単結晶シリコン基板にテクスチャが形成されている。
　また、シリコン基板は、真性シリコンであってもよいし、ｐ型ドーピングされていてもよいし、ｎ型ドーピングされていてもよい。また、太陽電池用のシリコン基板として用いる場合には、ＰＮ接合が形成されていることが好ましい。
　テクスチャ形成面とは、低反射表面を意味する。低反射表面とは、０．５～１．０μｍの波長の光に対する鏡面の反射率を１００％とした場合の反射率が、約１０％以下の表面であることが好ましく、実質的に反射率が０％の表面がより好ましい。また、本発明のテクスチャ形成面を有するシリコン基板の吸光率は、８０％以上であることが好ましい。吸光率は、積分球分光光度計にて測定することができ；式「吸光率（％）＝１００×｛入射光強度－（反射光強度＋透過光強度）｝/入射光強度」で求めることができる。
　図１Ａは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板５０のテクスチャ形成面のテクスチャを構成する三角錘状の突起１１’ａを概念的に説明する斜視図である。図１Ｂは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板５０のテクスチャ形成面１１’のテクスチャを構成する三角錘状の突起１１’ａを概念的に説明する断面図である。図１Ａ、１Ｂに示すように、本発明のテクスチャ形成面１１’は、シリコン基板５０の（１１１）方位面をエッチングすることにより得られた錐状の突起１１’ａを有する。テクスチャ形成面１１’に複数の錐状の突起が密集していることが好ましい。
　錐状とは、典型的には三角錐状であるが、円錐状であっても、四角錐状であって、他の形状であっても構わない。三角錘状とは、底面が三角形の錐体であり、頭頂点を有していることが好ましい。また、三角錘状とは、正三角錐に近い形状であることが好ましいが、厳密な三角錐である必要はない。
　錐状（典型的には三角錐状）の突起１１’ａの高さＨ（図１Ａ、１Ｂ参照）は、通常１００ｎｍ～１．５μｍであり、好ましくは１００ｎｍ～１μｍである。錐状（典型的には三角錘状）の突起の底面の対角線の長さＬ（図１Ａ参照）は、通常１００ｎｍ～１．５μｍであり、好ましくは１００ｎｍ～１μｍである。また、錐状の突起の頭頂点の角度θ（図１Ａ参照）は４０～８０°であることが好ましい。
　テクスチャ形成面１１’における突起１１’ａの密度は、単位面積（１００μｍ２）あたり１０～１０００個であることが好ましい。
　本発明のシリコン基板の特徴の一つは、テクスチャ形成面１１’に形成されたテクスチャを構成する突起１１’ａが微細であることである。テクスチャ構造が微細であるほど、テクスチャ形成面１１’での光反射は抑制される。例えば、テクスチャの加工精度を１μｍ以下とすれば、テクスチャ形成面での波長１μｍの光の反射をほぼ０にすることができる。
　一方、これまでのウェットエッチング法やイオンプラズマエッチング法でシリコン基板表面に形成されたテクスチャの突起の高さは大きく、本発明のように微細な突起を形成することはできなかった。例えば、ウェットエッチング法で形成されたテクスチャの突起１１’ａの高さＨは１０～２０μｍである。
　本発明のテクスチャ形成面１１’を有するシリコン基板５０の更なる特徴は、シリコン基板の厚みＤが薄いことである。すなわち、テクスチャを構成する突起が微細であるが故に、シリコン基板の厚みを低減しても、シリコン基板の強度を保つことができる。
　本発明のシリコン基板の厚みＤは、テクスチャの突起の高さを含めて、５０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下とすることもできる。シリコン基板の厚みの下限は特に限定されず、基板としての強度を保つことができればよく、通常は１０μｍ以上である。
　シリコン基板表面の全面にテクスチャが形成されていてもよく、その一部にテクスチャが形成されていてもよい。例えば、本発明のシリコン基板を太陽電池用のシリコン基板として用いる場合に、受光面側に配置する表面電極（コネクタ電極,バー電極,グリッド電極などを含む）を配置する領域には、テクスチャを形成することなく、平坦状にされていることが好ましい。
　また、本発明のシリコン基板を太陽電池用半導体基板として用いる場合には、ＰＮ接合を有することが好ましい。シリコン基板がｐ型にドープされている場合には、テクスチャ形成面の表層をｎ型にドーピングしてエミッタ層を形成することでＰＮ接合を形成すればよい。また、シリコン基板がｎ型にドープされている場合には、テクスチャ形成面の表層をｐ型にドーピングしてエミッタ層を形成することでＰＮ接合を形成すればよい。図１Ｂに示すように、ＰＮ接合は、テクスチャ形成面から深さＰＮが０．０１μｍ～０．１μｍの領域に形成されることが好ましく、例えば、深さＰＮが約０．０５μｍの領域に形成されることが好ましいが、特に制限されるわけではない。
２．テクスチャ形成面を有するシリコン基板の製造方法について
　本発明のテクスチャ形成面を有するシリコン基板の製法は特に限定されないが、以下に示される手法に基づいて製造することができる。
　図２Ａ、図２Ｂは、本発明の第一の実施形態に係るシリコン基板の製造フローを示す図である。本発明のテクスチャ形成面を有するシリコン基板は、５０μｍ以下の厚みを有し、基板面方位（１１１）のシリコン基板を準備する工程Ａと（図２Ａ参照）、上述の準備したシリコン基板の基板表面（基板面方位（１１１））に、フッ素含有ガスを含むエッチングガスを吹き付けて、テクスチャを形成する工程Ｂと（図２Ｂ参照）、を含む方法で製造されうる。任意の工程として、さらに、図２Ｃに示すドーピング工程を行ってもよい。以下、工程毎に説明する。
　なお、さらに図２Ｄに示すように表面電極７０，裏面電極７５を形成する工程を経ることで、太陽電池が形成される。
［工程Ａ（シリコン基板を準備する工程）について］
　５０μｍ以下の厚みを有し、基板面方位（１１１）のシリコン基板を準備する。具体的には、図３Ａ～図３Ｃに示される工程を行うことができる。即ち、工程Ａで準備するシリコン基板は、基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程ａ１と（図３Ａ参照）、上述のシリコンインゴットの、インゴット表面から深さ５０μｍ以下の領域にイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程ａ２と（図３Ｂ参照）、イオン注入層を形成されたインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でインゴットを切断して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程ａ３と（図３Ｃ参照）を含む方法で製造されうる。
　工程ａ１で用意するシリコンインゴット１０は、基板面方位（１１１）のシリコンインゴットである（図３Ａ参照）。シリコンインゴットは、真性シリコンであっても、ｐ型またはｎ型にドープされていてもよい。太陽電池用のシリコン基板を得る場合には、ドープされたシリコンインゴットを用意することが多い。通常の太陽電池用のシリコン基板はＰＮ接合を有しているが、シリコンインゴット１０がｐ型またはｎ型にドープされていると、ＰＮ接合を有するシリコン基板が製造しやすい。
　工程ａ２において、シリコンインゴット１０の基板表面１１（１１１面）から、イオン４０を注入する（図３Ｂ参照）。注入するイオン４０は、水素イオン（プロトン）、窒素イオン、または希ガス（アルゴンなど）イオンなどでありうる。注入したイオン４０を、シリコンインゴット１０の基板表面１１から一定深さａの層状領域に存在させることで、イオン注入層２５を形成する（図３Ｂ参照）。一定深さａとは、５０μｍ以下の深さであり、好ましくは２０μｍ以下の深さである。この深さを調整することで、得られるシリコン基板の厚みを調整することができる。イオン注入層４５の厚みｂは特に制限されないが、約０．７μｍにすればよい。
　工程ａ２において、シリコンインゴット１０の基板表面１１から一定深さａの層状領域にイオンを存在させるために、注入するイオンの加速エネルギーを調整したり、ドーズ量を調整したりする。
　工程ａ３において、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与える（図３Ｃ参照）。衝撃を与える手段は、レーザ照射や、加熱処理でもよいが、大気圧プラズマ４０を照射することで達成してもよい。レーザ照射ではなく、大気圧プラズマ４０を照射することで、工程ａ２において注入されたイオン４０によってシリコンインゴット１０に生じうる欠陥を修復することができるという利点が得られる。
　工程ａ３において、シリコンインゴット１０に衝撃を与えるために、大気圧プラズマ６０を照射してから、さらにドライ超音波６５を照射してもよい（図３Ｃ参照）。ドライ超音波６５の照射には、特別な設備が必要なく、プロセスコストを低下させるという利点がある。
　工程ａ３において衝撃を与えられたシリコンインゴット１０は、イオン注入層４５を境界として分割される（図３Ｃ参照）。その結果、５０μｍ以下の厚みを有し、基板面方位（１１１）の基板表面１１を有するシリコン基板５０が得られる。なお、ここではイオン注入層４５がシリコンインゴット１０の表面に残るように図示した。しかし、イオン注入層４５がシリコン基板５０の底面（テクスチャ形成面の反対側）に残る場合や、シリコンインゴット１０の表面およびシリコン基板５０の底面に残存する場合もあり得る。
［工程Ｂ（テクスチャ形成面を形成する工程）について］
　工程Ａで準備したシリコン基板５０の表面１１にテクスチャを形成して、テクスチャ形成面１１’を形成する（図２Ｂ参照）。テクスチャの形成は、シリコン基板５０の表面１１に（図２Ａ参照）、エッチングガス２０を吹きつけるガス（ドライ）エッチングにより行われることが好ましい（図２Ｂ参照）。シリコン基板５０の厚みが薄いため、テクスチャの大きさ（凹凸の突起の高さ）を小さくする必要があるためである。
　従来の一般的なテクスチャ形成手法であるアルカリ溶液によるウェットエッチングや、プラズマによる反応性イオンエッチングなどによると、形成されるテクスチャの大きさが過大となり、シリコン基板５０を破壊してしまう。
　これに対して本発明では、基板面方位（１１１）の表面１１に、特定のエッチングガス２０を吹き付けてガスエッチングすることで、微細なテクスチャを形成する。
　エッチングガス２０には、フッ素含有ガスが含まれる。フッ素含有ガスの例には、ＣｌＦ３，ＸｅＦ２，ＢｒＦ３，ＢｒＦ５およびＮＦ３などが含まれる。フッ素含有ガスは、これらのガスの２種以上の混合ガスであってもよい。
　フッ素含有ガスの分子は、シリコン基板の表面に物理吸着して、エッチングサイトに移動する。エッチングサイトに到達したガス分子は分解し、シリコンと反応して揮発性のフッ素化合物を生成する。それにより、シリコンインゴット表面がエッチングされ、テクスチャが形成される。
　エッチングガス２０には、フッ素含有ガスとともに、さらに不活性ガスが含まれていることが好ましい。不活性ガスとは、窒素ガス、アルゴンやヘリウムなどであり、シリコンとの反応性を有さないガスであればよい。エッチングガス２０に含まれる不活性ガスは、２種以上のガスの混合ガスであってもよい。
　エッチングガス２０における不活性ガスの合計濃度（体積濃度）は、フッ素含有ガスの合計濃度に対して、３倍以上であることが好ましく、１０倍以上または２０倍以上であってもよい。エッチングガス２０におけるフッ素含有ガスの合計濃度が高いほど、三角錐状の突起（テクスチャの突起）が大きくなる（突起の高さが大きくなる）傾向がある。よって、突起を小さくしたい場合には、不活性ガスの濃度を高めてフッ素含有ガスの濃度を相対的に下げることが好ましい。一方、エッチングガス２０における不活性ガスの濃度が低く、フッ素含有ガスの濃度が相対的に高くなると、シリコンインゴットの表面を等方的にエッチングしやすくなる場合があり、シリコンインゴットの表面に所望のテクスチャを形成しにくいことがある。
　エッチングガス２０における不活性ガスの濃度が低く、フッ素含有ガスの濃度が相対的に高くなると、シリコン基板表面を等方的にエッチングしやすくなる場合があり、シリコン基板表面に所望のテクスチャを形成しにくいことがある。
　さらに、エッチングガス２０には、フッ素含有ガスとともに、その分子内に酸素原子を含有するガスが含まれていることが好ましい。酸素原子を含有するガスとは、典型的には酸素ガス（Ｏ２）であるが、二酸化炭素（ＣＯ２）や二酸化窒素（ＮＯ２）などであってもよい。
　エッチングガス２０における酸素原子含有ガスの濃度（体積濃度）は、フッ素含有ガスの合計濃度の２倍超であることが好ましく、４倍以上であることがより好ましい。また、エッチングガス２０における酸素原子含有ガスの濃度（体積濃度）は、フッ素含有ガスと不活性ガスとの合計濃度に対して、３０～８０％であることが好ましい。エッチングガス２０における酸素原子含有ガスの濃度が低すぎると、オーバーエッチングによって所望のテクスチャが得られない場合がある。
　エッチングガス２０に酸素原子含有ガスを含ませることで、太陽電池のテクスチャとして適切な凹凸形状を、半導体基板表面に形成することができる。その理由は、特に限定されないが、例えばＣｌＦ３ガスがシリコン表面に物理吸着すると、シリコンと反応してＳｉＦ４となってガス化する。このとき、シリコンネットワーク構造のダングリングボンドに酸素原子がターミネートすることで、Ｓｉ－Ｏ結合が部分的に構成される。それにより、エッチングされやすい領域(Ｓｉ－Ｓｉ)と、エッチングされにくい領域(Ｓｉ－Ｏ)とができる。そのエッチングレートの差でケミカルな反応が促進され、形状制御が可能となると考えられる。
　本発明のシリコン基板の製造方法の工程Ｂでは、ガスエッチング中のシリコン基板５０の温度を低温に維持することが重要である。シリコン基板５０の温度は、１３０℃以下に維持することが好ましく、１００℃以下に維持することがより好ましく、８０℃以下に維持することがさらに好ましい。シリコン基板５０の温度を低温に維持するために、シリコン基板５０を載置するステージの温度を室温程度（２５℃）以下に維持することが好ましい。
　本発明のシリコン基板の製造方法の工程Ｂにおいて、シリコン基板に冷却ガスを吹き付けるステップを含んでいてもよい。冷却ガスとは、前述の不活性ガスと同様であり、窒素ガス、アルゴンやヘリウムなどを意味する。エッチングガスとの反応によって発熱したシリコン基板に冷却ガスを吹き付けることによって、発熱した基板を冷却する。
　本発明のシリコン基板の製造方法の工程Ｂにおいて、シリコン基板５０にエッチングガスを吹き付けるステップと、冷却ガスを吹き付けるステップとを交互に繰り返してもよい。シリコン基板５０にエッチングガスを吹き付けるステップのプロセス時間を制御することで、基板温度を低温に維持する。プロセス時間は特に限定されないが、１分間～１０分間程度であればよい。シリコン基板５０にエッチングガスを吹き付けるステップの後に、冷却ガスを吹き付けて基板温度を低下させて、再びシリコン基板５０にエッチングガスを吹き付ければよい。
　エッチングガス２０によって、シリコン基板５０の表面１１を所望のテクスチャを有するテクスチャ形成面１１’（図２Ｂ参照）としたら、シリコン基板５０に残存したエッチングガスまたはその分解物を除去することが好ましい。例えば、シリコン基板５０を水素ガス雰囲気下において、残留したフッ素成分を除去してもよい。
［工程Ｃ（ＰＮ接合を形成する工程）について］
　上述の工程Ａ、工程Ｂに加えて、任意の工程として、テクスチャ形成面１１’に、ドーパント３０をドーピングしてエミッタ層を形成してもよい。それにより、シリコン基板５０にＰＮ接合３５が形成される（図２Ｃ参照）。ＰＮ接合３５は、１）テクスチャ形成面１１’にリンガラス（ＰＳＧ）を塗布して、表層をＮ型にドープする手法（ガラス塗布方式）で、ドーピングを行って形成してもよく、２）オキシ塩化リンガス雰囲気中でテクスチャ形成面１１’を加熱して、テクスチャ形成面１１’にＮ型エミッタ層を形成してＰＮ接合を形成してもよい。しかしながら、シリコン基板５０が極めて薄いために、これらの手法によってはシリコン基板５０が反ってしまう恐れがある。
　そこで、ＰＮ接合３５は、大気圧プラズマを用いてドーピングを行って形成することが好ましい。例えば、ボロンを大気圧プラズマでテクスチャ形成面１１’に注入することで、その表層をｐ型にドープすることができる。
３．テクスチャ形成面を有するシリコン基板の用途について
　本発明のシリコン基板は、太陽電池用のシリコン基板として用いられることが好ましい。本発明のシリコン基板を太陽電池とするには、さらに、テクスチャ形成面である受光面に表面電極７０を配置し、非受光面に裏面電極７５を配置することで、太陽電池が得られる（図２Ｄ参照）。もちろん、太陽電池の態様が上述したものに限定されるわけではない。
　また、テクスチャ形成面１１’には反射防止層が積層されていてもよい（不図示）。反射防止層は、太陽電池としての反射率をさらに低下させることができ、光電変換率を向上させる。反射防止層の例には、窒化シリコン膜や酸化チタン膜などが含まれる。
［第一の実施形態の実験例］
　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットの表面に、微細なテクスチャを形成した実験例を示す。
　図４Ａは、実験例で用いたテクスチャ形成装置１００の外観斜視図である。図４Ｂは、減圧チャンバ１２０内を透視した斜視図である。図４Ａ、４Ｂに示されるテクスチャ形成装置１００は、減圧チャンバ１２０内に、エッチングガスを噴出すノズル１３０と、冷却ガスを噴出すノズル１４０と、シリコンインゴット（シリコン基板）１１０を載置するためのステージ１５０と、を有する。ノズル１３０は、エッチングガス供給配管１３１に接続されている。冷却ガスを噴出するノズル１４０は、冷却ガス供給配管１４１に接続されている。ステージ１５０に載置されたシリコンインゴット１１０に、エッチングガスと冷却ガスとを吹き付けることで、テクスチャ形成面を有するシリコンインゴットを製造した。
　図４Ａ、４Ｂに示されるテクスチャ形成装置１００のステージ１５０に、基板面方位（１１１）のシリコンインゴット１１０を載置した。ノズル１３０とシリコンインゴット１１０との間隔を１０ｍｍにセットした。シリコンインゴット１１０の基板面の面積は、１２５ｍｍ×１２５ｍｍである。ステージ１５０の温度を２５℃に設定した。減圧チャンバ１２０内の圧力を３０ＫＰａに調整した後、ノズル１３０からのエッチングガスを３分間かけてシリコンインゴット１１０の表面全体に吹き付けた。吹き付けたエッチングガスの組成は「ＣｌＦ３/Ｏ２/Ｎ２＝５０～１０００ｃｃ/２０００ｃｃ/２０００～５０００ｃｃ」とした。
　得られたシリコンインゴットのテクスチャ形成面を図５Ａ～図５Ｃに示す。図５Ａはテクスチャ形成面の模式図である。図５Ｂはその顕微鏡写真であるが、三角錐状の突起が密集して形成されていることがわかる。そして、図５Ｃに示される通り、その突起の高さは、１００ｎｍ～２００ｎｍであることがわかる。
　このように、本発明の手法によれば微細なテクスチャを形成できるので、５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板であっても、その機械強度が保たれて、太陽電池用のシリコン基板として用いることができる。
［第二の実施形態］
　第一の実施形態との相違点を中心に、第二の実施形態について説明する。
　図６Ａ～図６Ｅは、本発明の第二の実施形態に係るテクスチャ形成面を有するシリコン基板の第一の製造方法のフロー図である。図６Ａ～図６Ｆに示される。第一の製造方法は、シリコンインゴット１０を用意する工程Ａ（図６Ａ参照）と、シリコンインゴット１０の表面１１にテクスチャを形成してテクスチャ形成面１１’とする工程Ｂ（図６Ｂ参照）と、テクスチャ形成面１１’にドーパント３０を注入してＰＮ接合３５を形成する工程Ｃ（図６Ｃ参照）と、テクスチャ形成面１１’からイオン４０を注入して、イオン注入層４５を形成する工程Ｄ（図６Ｄ参照）と、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与えて、シリコンインゴット１０を分割して、シリコン基板５０を得る工程Ｅ（図６Ｅ参照）と、を含む。以下各工程毎に説明する。なお、さらに図６Ｆに示すように表面電極７０，裏面電極７５を形成する工程を経ることで、太陽電池が形成される。
［工程Ａ（シリコンインゴットを用意する工程）について］
　図６Ａに示すように、シリコンインゴット１０を用意する。工程Ａで用意するシリコンインゴット１０は、基板面方位（１１１）の単結晶シリコンインゴットである。本発明のシリコンインゴットの製造方法の特徴の一つは、基板面方位（１１１）のシリコンインゴットの表面にテクスチャを形成することである。従来の一般的なテクスチャ形成手法であるアルカリ溶液によるウェットエッチング法によれば、基板面方位（１００）のシリコンインゴットの表面にテクスチャを形成することはできるが；基板面方位（１１１）のシリコンインゴットの表面にテクスチャを形成することはできず、等方的にエッチングされてしまう。これに対して、本発明では基板面方位（１１１）の単結晶シリコンインゴットにテクスチャを形成する。
　また、シリコンインゴットは、ｐ型またはｎ型にドーピングされていることが好ましい。予めシリコンインゴットがドーピングされていれば、後述の工程Ｃにおいて、ＰＮ接合が形成しやすいからである。
［工程Ｂ（テクスチャ形成面を形成する工程）について］
　図６Ｂに示すように、シリコンインゴット１０の表面１１にテクスチャを形成してテクスチャ形成面１１’とする。テクスチャの形成は、エッチングガス２０を吹きつけるガスエッチング（ドライエッチング）により行われることが好ましい。本発明で製造されるシリコン基板の厚みは薄いため、テクスチャの大きさ（凹凸の突起の高さ）も小さくする必要があるためである。テクスチャの大きさが小さいとは、例えば突起の高さが１００ｎｍ～１５００ｎｍの範囲にあることを意味し、好ましくは１００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲にあることを意味する。
　従来の一般的なテクスチャ形成手法であるアルカリ溶液によるウェットエッチングや、プラズマによる反応性イオンエッチングなどによると、形成されるテクスチャの大きさが過大となり（例えば、凹凸の突起の高さが約１０μｍとなる）、薄いシリコン基板を得ることが不可能であった。エッチングガス等としては第一の実施形態と同様のものを用いることができる。
　工程Ｂにおけるエッチング中は、シリコンインゴットの温度を低温に維持することが重要である。シリコンインゴットの温度は、１３０℃以下に維持することが好ましく、１００℃以下に維持することがより好ましく、８０℃以下に維持することがさらに好ましい。シリコンインゴットの温度を低温に維持するために、シリコンインゴットを載置するステージの温度を室温程度（２５℃）以下に維持することが好ましい。
　工程Ｂには、シリコンインゴットの表面に冷却ガスを吹き付けるステップが含まれていてもよい。冷却ガスとは、前述の不活性ガスと同様であり、窒素ガス、アルゴンやヘリウムなどを意味する。エッチングガスとの反応によって発熱したシリコンインゴットの表面に冷却ガスを吹き付けることによって、発熱したシリコンインゴットを冷却することができる。
　工程Ｂにおいて、シリコンインゴットにエッチングガスを吹き付けるステップと、冷却ガスを吹き付けるステップとを交互に繰り返してもよい。シリコンインゴットにエッチングガスを吹き付けるステップのプロセス時間を制御することで、シリコンインゴットの温度を低温に維持する。プロセス時間は特に限定されないが、１分間～１０分間程度であればよい。シリコンインゴットにエッチングガスを吹き付けるステップの後に、冷却ガスを吹き付けてシリコンインゴットの温度を低下させて、再びシリコンインゴットにエッチングガスを吹き付ければよい。
　エッチングガスによって、シリコンインゴットの表面に所望のテクスチャを有するテクスチャ形成面１１’（図６Ｂ,図７Ｃおよび図８Ｂ参照）が形成されたら、シリコンインゴットに残存したエッチングガスまたはその分解物を除去することが好ましい。例えば、シリコンインゴットを水素ガス雰囲気下において、残留したフッ素成分を除去してもよい。
［工程Ｃ（ＰＮ接合を形成する工程）について］
　図６Ｃに示すように、テクスチャ形成面１１’を通して、シリコンインゴットにドーパント３０を注入してＰＮ接合３５を形成する。シリコンインゴットがＰ型にドープされている場合には、テクスチャ形成面の表層をＮ型にドーピングしてエミッタ層を形成することでＰＮ接合を形成すればよい。シリコンインゴットが、Ｎ型にドープされている場合には、テクスチャ形成面の表層をＰ型にドーピングすることでエミッタ層を形成することでＰＮ接合を形成すればよい。ＰＮ接合は、テクスチャ形成面１１から深さ０．０１μｍ～０．１μｍの領域に形成することが好ましく、例えば、深さ約０．０５μｍの領域に形成することが好ましい。
　テクスチャ形成面１１の表層のドーピングは、ドーパントを含むガスを気相拡散させたり；ドーパントを含む溶液をテクスチャ形成面１１に塗布したのち熱拡散させたり、ドーパントを含む雰囲気中で大気圧プラズマを照射したりする手法で実現されうる。例えば、シリコンインゴットがＰ型にドープされている場合には、１）オキシ塩化リンガス中でテクスチャ形成面を加熱して、リンをテクスチャ形成面１１の表層に気相拡散させたり、２）リン成分を含む雰囲気中で大気圧プラズマを照射したりする。もちろん、ドーパントを拡散させた後、アニールを（例えば熱処理）することで活性化させてもよい。
［工程Ｄ（イオン注入層を形成する工程）について］
　図６Ｄに示すように、テクスチャ形成面１１’からシリコンインゴット１０にイオン４０を注入して、イオン注入層４５を形成する。
　なお、第二の実施形態に係る製造方法において、イオン注入層４５を形成する工程（Ｄ工程）は、ＰＮ接合３５を形成した後に行った。しかし、イオン注入層４５を形成する工程は、特に制限されることはなく、他の工程の先もしくは後に行っても構わない。例えば、工程Ｄ’として、テクスチャを形成する前に行っても（図７Ｂ参照）、工程Ｄ''として、テクスチャを形成した後であって、ＰＮ接合を形成する前に行ってもよい（図８Ｃ参照）。
　工程Ｄ（工程Ｄ’および工程Ｄ''）では、シリコンインゴット１０の表面（１１１面）を通じて、シリコンインゴットにイオン４０を注入する。ここで、シリコンインゴット１０の表面は、テクスチャ形成面１１’でもよいし（図６Ｄおよび図８Ｃ参照）、テクスチャ未形成の表面１１であってもよい（図７Ｂ参照）。注入するイオン４０の例には、水素イオン（プロトン）、窒素イオンまたは希ガス（アルゴンなど）イオンなどが含まれる。注入したイオンを、シリコンインゴットの基板表面から一定深さの層状領域に存在させることで、イオン注入層４５を形成する。一定深さａとは、５０μｍ以下の深さであり、好ましくは２０μｍ以下の深さである。この深さを調整することで、製造されるシリコン基板の厚みを調整することができる。
　工程Ｄ（工程Ｄ’および工程Ｄ''）において、シリコンインゴットの基板面から一定深さａの層状領域にイオン注入層４５を形成するために、注入するイオンの加速エネルギーを調整したり、ドーズ量を調整したりする。イオン注入層４５のそれ自体の厚みｂは、特に限定されないが、約０．７μｍにすればよい。
［工程Ｅ（シリコンインゴットを分割する工程）について］
　図６Ｅに示すように、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与える。衝撃を与える手段は、レーザ照射や、加熱処理でもよい。加熱とは、例えば５００℃に加熱することをいう。さらに、大気圧プラズマ６０を照射することで、シリコンインゴットに衝撃を与えてもよい。レーザ照射ではなく、大気圧プラズマ６０を照射することで、工程Ｄにおいて注入されたイオン４０によってシリコンインゴット１０に生じうる欠陥を修復することができるという利点が得られる。
　さらに、工程Ｅにおいて、シリコンインゴットに衝撃を与えるために、大気圧プラズマ６０を照射してからドライ超音波６５を照射してもよい。ドライ超音波４５の照射には、特別な設備が必要なく、プロセスコストを低下させるという利点がある。
　工程Ｅにおいて衝撃を与えられたシリコンインゴットは、イオン注入層４５を境界として分割される（図６Ｅ,図７Ｅ,図８Ｅを参照）。その結果、テクスチャ形成面１１’を有し、５０μｍ以下の厚みを有する基板面方位（１１１）のシリコン基板５０が得られる。
　本発明により製造されるシリコン基板は、太陽電池用のシリコン基板として用いられることが好ましい。太陽電池用のシリコン基板とするには、エミッタ層に反射防止層を積層することが好ましい。反射防止層は、テクスチャ形成面での反射率をさらに低下させることができ、太陽電池の光電変換率を向上させるからである。反射防止層の例には、窒化シリコン膜や酸化チタン膜などが含まれる。
［電極を形成する工程について］
　上述の工程に加え、さらに、任意の工程として、テクスチャ形成面である受光面に表面電極７０を配置し、非受光面に裏面電極７５を配置することで、太陽電池が得られる（図６Ｆ,図７Ｆ,図８Ｆを参照）。表面電極７０とは、例えば銀配線である。裏面電極７５とは、例えばアルミニウムの蒸着膜である。もちろん、太陽電池の態様がこれに限定されるわけではない。
　以上、第二の実施形態について説明したが、第二の実施形態は上述の内容に制限されることはなく、種々の変形例が考えられる。例えば以下の第二、第三の製造方法が考えられる。
　図７Ａ～図７Ｆは、本発明の第二の実施形態に係るテクスチャ形成面を有するシリコン基板の第二の製造方法のフロー図である。第二の実施形態の第一の製造方法においては、図６Ｂ，６Ｃに示されるようにＰＮ接合３５を形成した後に、図６Ｄに示されるようにイオン注入層４５を形成した。しかしながら、図７Ｂ，図７Ｃ，図７Ｄに示されるように、イオン注入層４５を形成した後に、ＰＮ接合３５を形成してもよい。つまり、第二の製造方法は、シリコンインゴット１０を用意する工程Ａ（図７Ａ参照）と、シリコンインゴット１０のテクスチャ未形成の表面１１からイオン４０を注入して、イオン注入層４５を形成する工程Ｄ’（図７Ｂ参照）と、シリコンインゴット１０のテクスチャ未形成の表面１１にテクスチャを形成してテクスチャ形成面１１’とする工程Ｂ（図７Ｃ参照）と、テクスチャ形成面１１’にドーパント３０を注入してＰＮ接合３５を形成する工程Ｃ（図７Ｄ参照）と、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与えて、シリコンインゴット１０を分割して、シリコン基板５０を得る工程Ｅ（図７Ｅ参照）と、を含む。
　図８Ａ～図８Ｆは、本発明の第二の実施形態に係るテクスチャ形成面を有するシリコン基板の第三の製造方法のフロー図である。第三の製造方法は、第一の製造方法における工程Ｄに相当する工程（イオン注入層を形成する工程）を、工程Ｃ（ＰＮ接合を形成する工程）の前に行うものである。つまり、シリコンインゴット１０を用意する工程Ａ（図８Ａ参照）と、シリコンインゴット１０の表面１１にテクスチャを形成してテクスチャ形成面１１’とする工程Ｂ（図８Ｂ参照）と、テクスチャ形成面１１’からイオン４０を注入して、イオン注入層４５を形成する工程Ｄ''（図８Ｃ参照）と、テクスチャ形成面１１’にドーパント３０を注入してＰＮ接合３５を形成する工程Ｃ（図８Ｄ参照）と、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与えて、シリコンインゴット１０を分割して、シリコン基板５０を得る工程Ｅ（図８Ｅ参照）と、を含む。
［第二の実施形態の実験例］
　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットの表面に、微細なテクスチャを形成した実験例を示す。
　図４Ａ、図４Ｂに示されるテクスチャ形成装置１００を用意した。そして、図４Ａ、図４Ｂに示されるテクスチャ形成装置１００のステージ１５０に、基板面方位（１１１）のシリコンインゴット１１０を載置した。ノズル１３０とシリコンインゴット１１０との間隔を１０ｍｍにセットした。シリコン基板１００の基板面の面積は、１２５ｍｍ×１２５ｍｍである。ステージ１５０の温度を２５℃に設定した。減圧チャンバ１２０内の圧力を３０ＫＰａに調整した後、ノズル１３０からのエッチングガスを３分間かけてシリコンインゴット１１０の表面全体に吹き付けた。吹き付けたエッチングガスの組成は「ＣｌＦ３/Ｏ２/Ｎ２＝５０～１０００ｃｃ/２０００ｃｃ/２０００～５０００ｃｃ」とした。
　得られたシリコンインゴットのテクスチャ形成面には、図５Ａ～図５Ｃの第一の実施形態の実施例と同様にして、三角錐状の突起が密集して形成された。またその突起の高さは１００ｎｍ～２００ｎｍであった。
　このように、本発明の手法によれば微細なテクスチャを形成できるので、５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板であっても、その機械強度が保たれて、太陽電池用のシリコン基板として用いることができる。
［第三の実施形態］
　図９Ａ～図９Ｆは、本発明の第三の実施形態に係るテクスチャ形成面を有するシリコン基板の第一の製造方法のフロー図である。図９Ａ～図９Ｆに示される第一の製造方法は、シリコンインゴット１０を用意する工程Ａ（図９Ａ参照）と、シリコンインゴット１０の表面１１にテクスチャを形成してテクスチャ形成面１１’とする工程Ｂ（図９Ｂ参照）と、テクスチャ形成面１１’にホール１５を形成する工程Ｃ（図９Ｃ参照）と、ホール１５を形成されたテクスチャ形成面１１’にドーパント３０を注入してＰＮ接合３５を形成する工程Ｄ（図９Ｄ参照）と、テクスチャ形成面１１’からイオン４０を注入して、イオン注入層４５を形成する工程Ｅ（図９Ｅ参照）と、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与えて、シリコンインゴット１０を分割して、シリコン基板５０を得る工程Ｆ（図９Ｆ参照）と、を含む。以下工程毎に説明する。
［工程Ａ（シリコンインゴットを用意する工程）について］
　図９Ａに示すように、シリコンインゴット１０を用意する。工程Ａで用意するシリコンインゴット１０は、基板面方位（１１１）の単結晶シリコンインゴットである。本発明のシリコンインゴットの製造方法の特徴の一つは、基板面方位（１１１）のシリコンインゴットの表面にテクスチャを形成することである。従来の一般的なテクスチャ形成手法であるアルカリ溶液によるウェットエッチング法によれば、基板面方位（１００）のシリコンインゴットの表面にテクスチャを形成することはできるが；基板面方位（１１１）のシリコンインゴットの表面にテクスチャを形成することはできず、等方的にエッチングされてしまう。これに対して、本発明では基板面方位（１１１）の単結晶シリコンインゴットにテクスチャを形成することができる。
　また、シリコンインゴットは、ｐ型またはｎ型にドーピングされていることが好ましい。予めシリコンインゴットがドーピングされていれば、後述の工程Ｃにおいて、ＰＮ接合が形成しやすいからである。
［工程Ｂ（テクスチャ形成面を形成する工程）について］
　図９Ｂに示すように、シリコンインゴット１０の表面１１にテクスチャを形成してテクスチャ形成面１１’を形成する。シリコンインゴットの表面１１の全面にテクスチャを形成してもよく、その一部にテクスチャを形成してもよい。テクスチャ形成は、エッチングガス２０を吹きつけるガスエッチング（ドライエッチング）により行われることが好ましい。本発明で製造されるシリコン基板の厚みは薄い（例えば５０μｍ以下）ため、テクスチャの大きさ（凹凸の突起の高さ）も小さくする必要があるためである。テクスチャの大きさが小さいとは、例えば突起の高さが１００ｎｍ～１５００ｎｍの範囲にあることを意味し、好ましくは１００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲にあることを意味する。
　従来の一般的なテクスチャ形成手法であるアルカリ溶液によるウェットエッチングや、プラズマによる反応性イオンエッチングなどによると、形成されるテクスチャの大きさが過大となり（例えば、凹凸の突起の高さが約１０μｍとなる）、薄いシリコン基板を得ることが不可能であった。エッチングガス等は第一の実施形態と同様のものを用いることができる。
　工程Ｂにおけるエッチング中は、シリコンインゴットの温度を低温に維持することが重要である。シリコンインゴットの温度は、１３０℃以下に維持することが好ましく、１００℃以下に維持することがより好ましく、８０℃以下に維持することがさらに好ましい。シリコンインゴットの温度を低温に維持するために、シリコンインゴットを載置するステージの温度を室温程度（２５℃）以下に維持することが好ましい。
　工程Ｂには、シリコンインゴットの表面に冷却ガスを吹き付けるステップが含まれていてもよい。冷却ガスとは、前述の不活性ガスと同様であり、窒素ガス、アルゴンやヘリウムなどを意味する。エッチングガスとの反応によって発熱したシリコンインゴットの表面に冷却ガスを吹き付けることによって、発熱したシリコンインゴットを冷却することができる。
　工程Ｂにおいて、シリコンインゴットにエッチングガスを吹き付けるステップと、冷却ガスを吹き付けるステップとを交互に繰り返してもよい。シリコンインゴットにエッチングガスを吹き付けるステップのプロセス時間を制御することで、シリコンインゴットの温度を低温に維持する。プロセス時間は特に限定されないが、１分間～１０分間程度であればよい。シリコンインゴットにエッチングガスを吹き付けるステップの後に、冷却ガスを吹き付けてシリコンインゴットの温度を低下させて、再びシリコンインゴットにエッチングガスを吹き付ければよい。
　エッチングガスによって、シリコンインゴットの表面に所望のテクスチャを有するテクスチャ形成面１１’（図１Ｂ,図２Ｃおよび図３Ｂ参照）が形成されたら、シリコンインゴットに残存したエッチングガスまたはその分解物を除去することが好ましい。例えば、シリコンインゴットを水素ガス雰囲気下において、残留したフッ素成分を除去してもよい。
［工程Ｃ（ホールを形成する工程）について］
　図９Ｃに示すように、シリコンインゴット１０のテクスチャ形成面１１'にホール１５を形成する。ホール１５の直径は特に限定されないが、太陽電池としたときのバスバー電極（テクスチャ形成面に配置される）の配線幅よりも大きいことが好ましい。バスバー電極の配線幅は、通常約１ｍｍである。また、ホール１５の深さは、製造しようとするシリコン基板５０の厚みよりも大きければよい。例えば、製造しようとするシリコン基板５０の厚みが２０μｍであれば、ホール１５の深さは２０μｍ以上とすればよい。ホール１５の形状は特に限定されず、円柱状、円錐状、角柱状、角錐状など任意である。
　ホール１５の形成は、例えば、アルカリ溶液を用いるエッチングによって行ったり、テクスチャ形成面１１'にレーザを照射することによって行うことができるが、レーザ照射によって形成することが好ましい。
　ホール１５を、アルカリ溶液を用いるエッチングで形成する場合には、例えば、１）テクスチャ形成面１１'をマスク（例えば酸化シリコン膜）で被覆し、２）ホールを形成する部位のマスクを除去して窓を形成し、３）アルカリ溶液で窓の部分のシリコンインゴットにホールを形成し、４）マスクを除去すればよい。このようなアルカリ溶液を用いるエッチングは、後処理としてフッ化水素による洗浄工程や、熱処理工程などが必要とされる。そのため、シリコン基板表面を汚染する恐れがあるばかりか、コスト面からも不利な点がある。
　一方で、レーザ照射でのホール１５の形成は、ドライプロセスにて行うことができるので、シリコン基板の汚染が抑制される。レーザ照射でホール１５を形成する場合の条件は特に限定されないが、ＹＡＧレーザなどを用いて、ヘムト秒またはピコ秒のパルス幅のレーザ光を照射すればよい。特に、ホール１５の形成時に、アブレーションによるシリコンくずを抑制したい場合には、プラズマアシストレーザアブレーション法を採用すればよい。
［工程Ｄ（ＰＮ接合を形成する工程程）について］
　図９Ｄに示すように、ホール１５を形成したテクスチャ形成面１１'とホール１５の内壁面を通して、シリコンインゴット１０にドーパント３０を注入する。シリコンインゴット１０がＰ型にドープされている場合には、テクスチャ形成面１１'の表層とホール１５の内壁面の表層とをＮ型にドーピングしてエミッタ層を形成することでＰＮ接合３５を形成すればよい。シリコンインゴット１０が、Ｎ型にドープされている場合には、テクスチャ形成面１１'の表層とホール１５の内壁面の表層とをＰ型にドーピングすることでエミッタ層を形成することでＰＮ接合３５を形成すればよい。ＰＮ接合３５は、テクスチャ形成面１１'およびホール１５の内壁面から深さ０．０１μｍ～０．１μｍの領域に形成することが好ましく、例えば、深さ約０．０５μｍの領域に形成することが好ましい。
　テクスチャ形成面１１'の表層とホール１５の内壁面の表層のドーピングは、ドーパントを含むガスを気相拡散させたり；ドーパントを含む溶液をテクスチャ形成面１１'に塗布したのち熱拡散させたり、ドーパントを含む雰囲気中で大気圧プラズマを照射したりする手法で実現されうる。例えば、シリコンインゴット１０がＰ型にドープされている場合には、１）オキシ塩化リンガス中でシリコンインゴットを加熱して、リンをテクスチャ形成面１１'の表層とホール１５の内壁面の表層に気相拡散させたり、２）リン成分を含む雰囲気中で大気圧プラズマを、テクスチャ形成面１１'の表層とホール１５の内壁面の表層に照射したりする。もちろん、ドーパントを拡散させた後、アニールを（例えば熱処理）することで活性化させてもよい。
［工程Ｅ（イオン注入層を形成する工程）について］
　図９Ｅに示すように、テクスチャ形成面１１’からシリコンインゴット１０にイオン４０を注入して、イオン注入層４５を形成する。
　なお、第三の実施形態に係る製造方法において、イオン注入層４５を形成する工程（Ｅ工程）は、ＰＮ接合３５を形成した後に行った。しかし、イオン注入層４５を形成する工程は、特に制限されることはなく、他の工程の先もしくは後に行っても構わない。例えば、工程Ｅ’として、テクスチャを形成する前に行っても（図１０Ｂ参照）。工程Ｅ''として、テクスチャを形成した後であって、ホール１５を形成する前に行ってもよい（図１１Ｃ参照）。即ち、工程Ｅ（工程Ｅ’および工程Ｅ''）においては、シリコンインゴット１０の表面（１１１面）を通じて、シリコンインゴット１０にイオン４０が注入されるのであれば、シリコンインゴット１０の表面は、テクスチャ形成面１１’でもよいし（図９Ｄおよび図１１Ｃ参照）、テクスチャ未形成の表面１１であってもよい（図１０Ｂ参照）。
　注入するイオン４０の例には、水素イオン（プロトン）、窒素イオンまたは希ガス（アルゴンなど）イオンなどが含まれる。注入したイオンを、シリコンインゴットの基板表面から一定深さの層状領域に存在させることで、イオン注入層４５を形成する。一定深さａとは、５０μｍ以下の深さであり、好ましくは２０μｍ以下の深さである。この深さを調整することで、製造されるシリコン基板５０の厚みを調整することができる。また、一定深さａは、ホール１５の深さよりも小さいことが求められる。製造しようとするシリコン基板に、貫通口（スルーホール）を設けるためである。
　工程Ｅ（工程Ｅ’および工程Ｅ''）において、シリコンインゴットの基板面から一定深さａの層状領域にイオン注入層４５を形成するために、注入するイオンの加速エネルギーを調整したり、ドーズ量を調整したりする。イオン注入層４５のそれ自体の厚みｂは、特に限定されないが、約０．７μｍにすればよい。
［工程Ｆ（シリコンインゴットを分割する工程）について］
　図９Ｆに示すように、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与える。衝撃を与える手段は、レーザ照射や、加熱処理でもよい。加熱とは、例えば５００℃に加熱することをいう。さらに、大気圧プラズマ６０を照射することで、シリコンインゴットに衝撃を与えてもよい。レーザ照射ではなく、大気圧プラズマ６０を照射することで、工程Ｄにおいて注入されたイオン４０によってシリコンインゴット１０に生じうる欠陥を修復することができるという利点が得られる。
　さらに、工程Ｆにおいて、シリコンインゴットに衝撃を与えるために、大気圧プラズマ６０を照射してからドライ超音波６５を照射してもよい。ドライ超音波４５の照射には、特別な設備が必要なく、プロセスコストを低下させるという利点がある。
　工程Ｆにおいて衝撃を与えられたシリコンインゴットは、イオン注入層４５を境界として分割される（図９Ｆ,図１０Ｆ,図１１Ｆを参照）。その結果、テクスチャ形成面１１’を有し、５０μｍ以下の厚みを有する基板面方位（１１１）のシリコン基板５０が得られる。そして、シリコン基板５０には、貫通口（スルーホール）１５が形成されている。
　本発明により製造されるシリコン基板５０は、その表面にテクスチャを形成されていることを特徴とする。テクスチャが形成された基板表面を、テクスチャ形成面という。
［太陽電池セル］
　シリコン基板５０は、太陽電池セル用のシリコン基板として用いられることが好ましく、より好ましくはバックコンタクトセル型のシリコン基板として用いられる。シリコン基板５０を含むバックコンタクトセル型の太陽電池セルの例を図６に示す。図６は、シリコン基板５０のスルーホール１５（図１Ｆなど参照）を通る断面を示している。図６に示される太陽電池セルは、１）スルーホール１５の内部に充填された電極７０と、２）シリコン基板５０のテクスチャ形成面１１'の裏面に形成された電極７５とを有する。電極７０は、ＰＮ接合３５と接続している。電極７０は、スルーホール１５の内部とともに、シリコン基板５０のテクスチャ形成面１１'の裏面にも形成されうるが、その場合には、テクスチャ形成面１１'の裏面と電極７０との間に絶縁膜７９を挟む。また、電極７０は、シリコン基板のテクスチャ形成面１１’に配設されるバスバー電極７８と電気接続している。バスバー電極は、フィンガー電極’（不図示）などと接続しており、太陽電池が発電した電力を集電する電極である。電極となる金属膜の成膜は、例えば蒸着法によって行えばよい。電極７０は、例えば銀である。電極７５は、例えば例えばアルミニウムの蒸着膜である。
　さらに、シリコン基板５０のテクスチャ形成面１１’には、反射防止層（不図示）を積層することが好ましい。反射防止層は、テクスチャ形成面での反射率をさらに低下させることができ、太陽電池の光電変換率を向上させるからである。反射防止層の例には、窒化シリコン膜や酸化チタン膜などが含まれる。
　以上、第三の実施形態について説明したが、第三の実施形態は上述の内容に制限されることはなく、種々の変形例が考えられる。例えば以下の第二、第三の製造方法が考えられる。
　図１０Ａ～図１０Ｆは、本発明の第三の実施形態に係るテクスチャ形成面を有するシリコン基板の第二の製造方法のフロー図である。図９Ｂ，９Ｃ、９Ｄに示されるようにＰＮ接合３５を形成した後に、図９Ｄ、９Ｅに示されるようにイオン注入層４５を形成した。しかしながら、図１０Ｂ，図１０Ｃ，図１０Ｄに示されるように、イオン注入層４５を形成した後に、ＰＮ接合３５を形成してもよい。つまり、シリコンインゴット１０を用意する工程Ａ（図１０Ａ参照）と、シリコンインゴット１０のテクスチャ未形成の表面１１からイオン４０を注入して、イオン注入層４５を形成する工程Ｅ’（図１０Ｂ参照）と、シリコンインゴット１０のテクスチャ未形成の表面１１にテクスチャを形成してテクスチャ形成面１１’とする工程Ｂ（図１０Ｃ参照）と、テクスチャ形成面１１’にホール１５を形成する工程Ｃ（図１０Ｄ参照）と、ホール１５を形成されたテクスチャ形成面１１’にドーパント３０を注入してＰＮ接合３５を形成する工程Ｄ（図１０Ｅ参照）と、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与えて、シリコンインゴット１０を分割して、シリコン基板５０を得る工程Ｆ（図１０Ｆ参照）と、を含む。
　図１１Ａ～図１１Ｆは、本発明の第三の実施形態に係るテクスチャ形成面を有するシリコン基板の第三の製造方法のフロー図である。第三の製造方法は、第一の製造方法における工程Ｅに相当する工程（イオン注入層を形成する工程）を、工程Ｃ（ホールを形成する工程）の前に行う。つまり、シリコンインゴット１０を用意する工程Ａ（図１１Ａ参照）と、シリコンインゴット１０の表面１１にテクスチャを形成してテクスチャ形成面１１’とする工程Ｂ（図１１Ｂ参照）と、テクスチャ形成面１１’からイオン４０を注入して、イオン注入層４５を形成する工程Ｅ''（図１１Ｃ参照）と、テクスチャ形成面１１’にホール１５を形成する工程Ｃ（図１１Ｄ参照）と、ホール１５を形成されたテクスチャ形成面１１’にドーパント３０を注入してＰＮ接合３５を形成する工程Ｄ（図１１Ｅ参照）と、イオン注入層４５を形成されたシリコンインゴット１０に衝撃を与えて、シリコンインゴット１０を分割して、シリコン基板５０を得る工程Ｆ（図１１Ｆ参照）と、を含む。
［第三の実施形態の実験例］
　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットの表面に、微細なテクスチャを形成した実験例を示す。
　図４Ａ、図４Ｂに示すテクスチャ形成装置１００を用意した。そして図４Ａ、図４Ｂのテクスチャ形成装置１００のステージ１５０に、基板面方位（１１１）のシリコンインゴット１１０を載置した。ノズル１３０とシリコンインゴット１１０との間隔を１０ｍｍにセットした。シリコン基板１００の基板面の面積は、１２５ｍｍ×１２５ｍｍである。ステージ１５０の温度を２５℃に設定した。減圧チャンバ１２０内の圧力を３０ＫＰａに調整した後、ノズル１３０からのエッチングガスを３分間かけてシリコンインゴット１１０の表面全体に吹き付けた。吹き付けたエッチングガスの組成は「ＣｌＦ３/Ｏ２/Ｎ２＝５０～１０００ｃｃ/２０００ｃｃ/２０００～５０００ｃｃ」とした。
　得られたシリコンインゴット１１０のテクスチャ形成面には、図５Ａ～図５Ｃの第一の実施形態の実施例と同様にして、三角錐状の突起が密集して形成され、またその突起の高さは１００ｎｍ～２００ｎｍであった。
　このように、本発明の手法によれば微細なテクスチャを形成できるので、５０μｍ以下の厚みを有し、スルーホールを有しているシリコン基板であっても、その機械強度が保たれて、太陽電池用のシリコン基板として用いることができる。
　本出願は、同出願人により先にされた日本国特許出願、すなわち、２０１１－９１３７４号（出願日２０１１年４月１５日）、２０１１－９１３８２号（出願日２０１１年４月１５日）、及び２０１１－９１３８６号（出願日２０１１年４月１５日）、に基づく優先権主張を伴うものであって、これらの明細書を参照のためにここに組み込むものとする。
　本発明のシリコン基板は、そのテクスチャ形成面を受光面とすることで、太陽電池用のシリコン基板として特に好適に用いられる。そして、太陽電池におけるシリコンの材料効率を飛躍的に高めることができる。
　１０　シリコンインゴット
　１１　シリコンインゴットの表面
　１１'　テクスチャ形成面
　１５　（スルー）ホール
　２０　エッチングガス
　３０　ドーパント
　３５　ＰＮ接合
　４０　イオン
　４５　イオン注入層
　６０　大気圧プラズマ
　６５　ドライ超音波
　５０　シリコン基板
　７０　表面電極
　７５　裏面電極
　１００　テクスチャ形成装置
　１１０　シリコンインゴット（シリコン基板）
　１２０　減圧チャンバ
　１３０　エッチングガスを噴出するノズル
　１３１　エッチングガス供給配管
　１４０　冷却ガスを噴出するノズル
　１４１　冷却ガス供給配管
　１５０　ステージ

Claims (21)

  1. 　テクスチャ形成面を有し、５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、
    　５０μｍ以下の厚みを有し、基板面方位（１１１）のシリコン基板を準備する工程Ａと、
    　前記準備したシリコン基板の基板表面に、フッ素含有ガスを含むエッチングガスを吹き付けて、テクスチャを形成する工程Ｂと、
    　を含む製造方法。
  2. 　前記工程Ａは、基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程ａ１と、
    　前記シリコンインゴットの、インゴット表面から深さ５０μｍ以下の領域にイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程ａ２と、
    　前記イオン注入層を形成されたインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程ａ３とを含む、請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記フッ素含有ガスは、ＣｌＦ３，ＸｅＦ２，ＢｒＦ３，ＢｒＦ５およびＮＦ３からなる群から選ばれる一以上のガスが含まれる、請求項１に記載の製造方法。
  4. 　前記エッチングガスには、分子中に酸素原子を含有するガスがさらに含まれる、請求項１に記載の製造方法。
  5. 　前記工程Ｂにおけるシリコン基板のエッチングは、減圧環境下にて行われる、請求項１に記載の製造方法。
  6. 　前記テクスチャ形成面には、複数の錘状の突起が形成され、かつ前記突起の高さは１００ｎｍ～１５００ｎｍの範囲にある、請求項１に記載の製造方法。
  7. 　テクスチャ形成面を有し、５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、
    　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程Ａと、
    　前記シリコンインゴットの表面にフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、テクスチャを形成する工程Ｂと、
    　前記テクスチャ形成面にドーパントを注入して、前記シリコンインゴットの表層にＰＮ接合を形成する工程Ｃと、
    　前記テクスチャ形成面からイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程Ｄと、
    　前記イオン注入層を形成されたシリコンインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でシリコンインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程Ｅと、
    　を含む製造方法。
  8. 　テクスチャ形成面を有し、５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、
    　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程Ａと、
    　前記シリコンインゴットの表面からイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程Ｄ'と、
    　前記シリコンインゴットの表面にフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、テクスチャを形成する工程Ｂと、
    　前記テクスチャ形成面にドーパントを注入して、前記シリコンインゴットの表層にＰＮ接合を形成する工程Ｃと、
    　前記イオン注入層を形成されたシリコンインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でシリコンインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程Ｅと、
    　を含む製造方法。
  9. 　テクスチャ形成面を有し、５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、
    　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程Ａと、
    　前記シリコンインゴットの表面にフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、テクスチャを形成する工程Ｂと、
    　前記テクスチャ形成面からイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程Ｄ'’と、
    　前記テクスチャ形成面にドーパントを注入して、前記シリコンインゴットの表層にＰＮ接合を形成する工程Ｃと、
    　前記イオン注入層を形成されたシリコンインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でシリコンインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程Ｅと、
    　を含む製造方法。
  10. 　前記フッ素含有ガスは、ＣｌＦ３，ＸｅＦ２，ＢｒＦ３，ＢｒＦ５およびＮＦ３からなる群から選ばれる一以上のガスが含まれる、請求項７～９のいずれか一項に記載の製造方法。
  11. 　前記エッチングガスには、分子中に酸素原子を含有するガスがさらに含まれる、請求項７～９のいずれか一項に記載の製造方法。
  12. 　前記工程Ｂにおけるシリコンインゴットのエッチングは、減圧環境下にて行われる、請求項７～９のいずれか一項に記載の製造方法。
  13. 　前記テクスチャ形成面には複数の錘状の突起が形成され、かつ前記突起の高さは１００ｎｍ～１５００ｎｍの範囲にある、請求項７～９のいずれか一項に記載の製造方法。
  14. 　テクスチャ形成面を有し、かつスルーホールを有する５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、
    　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程Ａと、
    　前記シリコンインゴットの表面にフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、テクスチャを形成する工程Ｂと、
    　前記テクスチャ形成面にレーザを照射してホールを形成する工程Ｃと、
    　前記テクスチャ形成面にドーパントを注入して、前記シリコンインゴットの表層および前記ホールの内壁表面層にＰＮ接合を形成する工程Ｄと、
    　前記テクスチャ形成面からイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程Ｅと、
    　前記イオン注入層を形成されたシリコンインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でシリコンインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程Ｆと、
    　を含む製造方法。
  15. 　テクスチャ形成面を有し、かつスルーホールを有する５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、
    　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程Ａと、
    　前記シリコンインゴットの表面からイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程Ｅ'と、
    　前記シリコンインゴットの表面にフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、テクスチャを形成する工程Ｂと、
    　前記テクスチャ形成面にレーザを照射してホールを形成する工程Ｃと、
    　前記テクスチャ形成面にドーパントを注入して、前記シリコンインゴットの表層にＰＮ接合を形成する工程Ｄと、
    　前記イオン注入層を形成されたシリコンインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でシリコンインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程Ｆと、
    　を含む製造方法。
  16. 　テクスチャ形成面を有し、かつスルーホールを有する５０μｍ以下の厚みを有するシリコン基板の製造方法であって、
    　基板面方位（１１１）のシリコンインゴットを用意する工程Ａと、
    　前記シリコンインゴットの表面にフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、テクスチャを形成する工程Ｂと、
    　前記テクスチャ形成面からイオンを注入して、イオン注入層を形成する工程Ｅ'’と、
    　前記テクスチャ形成面にレーザを照射してホールを形成する工程Ｃと、
    　前記テクスチャ形成面にドーパントを注入して、前記シリコンインゴットの表層にＰＮ接合を形成する工程Ｄと、
    　前記イオン注入層を形成されたシリコンインゴットに衝撃を与えて、イオン注入層でシリコンインゴットを分割して、厚み５０μｍ以下のシリコン基板を得る工程Ｆと、
    　を含む製造方法。
  17. 　前記フッ素含有ガスは、ＣｌＦ３，ＸｅＦ２，ＢｒＦ３，ＢｒＦ５およびＮＦ３からなる群から選ばれる一以上のガスが含まれる、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の製造方法。
  18. 　前記エッチングガスには、分子中に酸素原子を含有するガスがさらに含まれる、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の製造方法。
  19. 　前記工程Ｂにおけるシリコンインゴットのエッチングは、減圧環境下にて行われる、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の製造方法。
  20. 　前記テクスチャ形成面には複数の錘状の突起が形成され、かつ前記突起の高さは１００ｎｍ～１５００ｎｍの範囲にある、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の製造方法。
  21. 　請求項１４～１６のいずれか一項に記載の方法で得たシリコン基板を含むバックコンタクト型太陽電池セルであって、
    　前記スルーホールの内側面に成膜され、ＰＮ接合と接続している導電膜からなる電極と、テクスチャ形成面とは反対の面に成膜された導電膜からなる電極と、を含む太陽電池セル。
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