JP2010267787A

JP2010267787A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2010267787A
Application number: JP2009117682A
Authority: JP
Inventors: Sanetsugu Kodaira; 真継小平; Koji Funakoshi; 康志舩越
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】半導体装置の特性の低下を安定して抑制することができる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板の表面上にぬれ性改善膜を形成する工程と、ぬれ性改善膜の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、ドーパント拡散剤から半導体基板にドーパントを拡散させることによってドーパント拡散層を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体装置の特性の低下を安定して抑制することができる半導体装置の製造方法に関する。

近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ₂の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、半導体装置の中でも特に太陽電池を用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。

太陽電池は、従来から、たとえば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面にシリコン基板の導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってｐｎ接合を形成し、シリコン基板の受光面と受光面の反対側の裏面にそれぞれ電極を形成して製造された両面電極型太陽電池が主流となっている。また、両面電極型太陽電池においては、シリコン基板の裏面にシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的となっている。

また、シリコン基板の受光面に電極を形成せず、裏面のみに電極を形成した裏面電極型太陽電池についても研究開発が進められている（たとえば、特許文献１参照）。

以下、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）の模式的断面図を参照して、特許文献１に記載の裏面電極型太陽電池の製造方法について説明する。

まず、図１０（ａ）に示すように、シリコン基板１００の一方の表面にテクスチャ構造１０８を形成する。

次に、図１０（ｂ）に示すように、シリコン基板１００の表面のテクスチャ構造１０８上に酸化物層１０９を形成する。

次に、図１０（ｃ）に示すように、ｐ型またはｎ型の導電型を有するシリコン基板１００のテクスチャ構造１０８が形成された側と反対側の表面となる裏面に、ｐ型ドーパントを含有するｐ型ドーピングペースト１０３と、ｎ型ドーパントを含有するｎ型ドーピングペースト１０４とを所定の間隔をあけて塗布する。

次に、図１０（ｄ）に示すように、シリコン基板１００の裏面のｐ型ドーピングペースト１０３とｎ型ドーピングペースト１０４とを覆うようにして酸化物層１０２を形成する。

その後、シリコン基板１００を熱処理することによって、シリコン基板１００の裏面にｐ型ドーピングペースト１０３からｐ型ドーパントを拡散させるとともに、ｎ型ドーピングペースト１０４からｎ型ドーパントを拡散させることによって、図１０（ｅ）に示すように、シリコン基板１００の裏面にｐ型ドーパント拡散層１０５およびｎ型ドーパント拡散層１０６をそれぞれ形成する。

そして、シリコン基板１００の裏面のｐ型ドーパント拡散層１０５上に金属化部分１１０を形成するとともに、ｎ型ドーパント拡散層１０６上に金属化部分１１１を形成することによって、特許文献１に記載の裏面電極型太陽電池が作製される。

特開２００８−７８６６５号公報

特許文献１に記載の裏面電極型太陽電池の特性を向上させるためには、シリコン基板１００の裏面のｐ型ドーパント拡散層１０５およびｎ型ドーパント拡散層１０６はそれぞれ微細な線幅で形成することが好ましい。したがって、たとえば図１１（ａ）の模式的平面図に示すように、ｐ型ドーピングペースト１０３およびｎ型ドーピングペースト１０４はそれぞれ微細な線幅ｗで塗布されることが好ましい。

しかしながら、シリコン基板１００は疎水性であることから、シリコン基板１００の表面に親水性のｐ型ドーピングペースト１０３および親水性のｎ型ドーピングペースト１０４をそれぞれ塗布した場合には、シリコン基板１００の表面においてｐ型ドーピングペースト１０３およびｎ型ドーピングペースト１０４が弾かれてしまう。そのため、特許文献１に記載の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、たとえば図１１（ｂ）の模式的平面図に示すように、シリコン基板１００の表面に塗布されたｐ型ドーピングペースト１０３およびｎ型ドーピングペースト１０４が分断されてしまうことがあった。

このように分断されたｐ型ドーピングペースト１０３およびｎ型ドーピングペースト１０４からそれぞれｐ型ドーパント拡散層１０５およびｎ型ドーパント拡散層１０６を形成した場合には、ｐ型ドーピングペースト１０３の分断された部分およびｎ型ドーピングペースト１０４の分断された部分にはｐ型ドーパント拡散層１０５およびｎ型ドーパント拡散層１０６が形成されないため、裏面電極型太陽電池の特性が大きく低下してしまうという問題があった。

この問題は、裏面電極型太陽電池に限る問題ではなく、他の半導体装置にも共通する問題である。

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、半導体装置の特性の低下を安定して抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明は、半導体基板の表面上にぬれ性改善膜を形成する工程と、ぬれ性改善膜の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、ドーパント拡散剤から半導体基板にドーパントを拡散させることによってドーパント拡散層を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法である。

ここで、本発明の半導体装置の製造方法においては、塗布後のドーパント拡散剤の接触角が５°以上３０°以下であることが好ましい。

また、本発明の半導体装置の製造方法においては、ぬれ性改善膜を形成する工程において、ぬれ性改善膜は５０ｎｍ以下の厚さに形成されることが好ましい。

また、本発明の半導体装置の製造方法においては、ぬれ性改善膜が親水性であることが好ましい。

さらに、本発明の半導体装置の製造方法においては、ドーパント拡散剤を塗布する工程において、ドーパント拡散剤は最小の線幅が３００μｍ以下となるように塗布されることが好ましい。

本発明によれば、半導体装置の特性の低下を安定して抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することができる。

（ａ）〜（ｌ）は、本発明の実施の形態１の太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。図１（ｃ）に示す半導体基板の表面の第１のぬれ性改善膜の表面上に塗布された第１導電型ドーパント拡散剤の一例の模式的な拡大断面図である。図１（ｇ）に示す半導体基板の表面の第２のぬれ性改善膜の表面上に塗布された第２導電型ドーパント拡散剤の一例の模式的な拡大断面図である。本発明の太陽電池の製造方法によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図である。本発明の太陽電池の製造方法によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面の他の一例の模式的な平面図である。本発明の太陽電池の製造方法によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面のさらに他の一例の模式的な平面図である。（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態２の太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。（ａ）〜（ｌ）は、本発明の実施の形態３の太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態４の太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。（ａ）〜（ｅ）は、従来の裏面電極型太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。（ａ）はｐ型ドーピングペーストおよびｎ型ドーピングペーストの理想的な塗布状態の模式的な平面図であり、（ｂ）はｐ型ドーピングペーストおよびｎ型ドーピングペーストの実際の塗布状態の模式的な平面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

＜実施の形態１＞
以下に、図１（ａ）〜図１（ｌ）の模式的断面図を参照して、本発明の半導体装置の一例である太陽電池の製造方法の一例について説明する。

まず、図１（ａ）に示すように、たとえばピラミッド状の凹凸などからなるテクスチャ構造８が形成された半導体基板１を用意する。ここで、半導体基板１としては、半導体からなる基板であれば特に限定されず用いることができるが、たとえばシリコンインゴットからスライスして得られるシリコン基板などを用いることができる。また、半導体基板１は、ｎ型の導電型を有していてもよく、ｐ型の導電型を有していてもよい。

また、半導体基板１としてシリコン基板を用いる場合には、たとえば、シリコンインゴットのスライスにより生じたスライスダメージを除去したシリコン基板を用いてもよい。なお、上記のスライスダメージの除去は、たとえば、スライス後のシリコン基板の表面をフッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングすることなどによって行なうことができる。

また、半導体基板１の大きさおよび形状は特に限定されず、たとえば厚さを１００μｍ以上３００μｍ以下とし、１辺の長さを１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とした四角形状の表面を有するものとすることができる。

また、テクスチャ構造８は、たとえば、半導体基板１の表面をエッチングすることにより形成することができる。なお、半導体基板１の表面のエッチングは、半導体基板１がシリコン基板からなる場合には、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したエッチング液を用いて半導体基板１の表面をエッチングすることにより行なうことができる。

なお、テクスチャ構造８は形成されていなくてもよいが、半導体基板１への太陽光の入射量を多くするためにはテクスチャ構造８は形成されていることが好ましい。

次に、図１（ｂ）に示すように、半導体基板１のテクスチャ構造８が形成されている側の表面と反対側の表面である裏面に第１のぬれ性改善膜２を形成する。

ここで、第１のぬれ性改善膜２としては、半導体基板１の表面上に塗布された後述のドーパント拡散剤が弾かれるのを安定して抑制することができるものであれば特に限定なく用いることができる。

特に、半導体基板１がシリコン基板などの疎水性のものである場合には、第１のぬれ性改善膜２としては親水性の膜を用いることが好ましい。この場合には、疎水性の半導体基板１の裏面上に直接、親水性のドーパント拡散剤を塗布した場合に、半導体基板１の裏面上でドーパント拡散剤が弾かれてしまうのを安定して抑制することができるためである。

ここで、親水性の第１のぬれ性改善膜２としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または表面にＯＨ基（水酸基）がある膜などを単層でまたはこれらの膜の複数を組み合わせて積層したものなどを用いることができる。

また、第１のぬれ性改善膜２の厚さは、５０ｎｍ以下であることが好ましい。第１のぬれ性改善膜２の厚さが５０ｎｍ以下である場合には、ドーパント拡散剤から第１のぬれ性改善膜２を通してドーパントが半導体基板１に拡散しやすくなる傾向にある。

また、第１のぬれ性改善膜２の厚さは、１ｎｍ以上であることが好ましい。第１のぬれ性改善膜２の厚さが１ｎｍ以上である場合には、第１のぬれ性改善膜２を形成したことによるぬれ性改善効果が得られやすくなる傾向にある。

なお、第１のぬれ性改善膜２は、たとえば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法または熱酸化法などによって形成することができる。

次に、図１（ｃ）に示すように、半導体基板１の裏面の第１のぬれ性改善膜２の表面上に第１導電型ドーパントを含有する第１導電型ドーパント拡散剤３を塗布する。第１導電型ドーパント拡散剤３は、たとえば、図１（ｃ）の表面側から裏面側に伸長する帯状に塗布することができる。

ここで、第１導電型ドーパント拡散剤３の塗布方法としては、たとえば、スプレー塗布、ディスペンサを用いた塗布、インクジェット塗布、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷または平版印刷などを用いることができる。

また、第１導電型ドーパント拡散剤３としては、第１導電型ドーパント源を含むものを用いることができ、第１導電型ドーパント源としては、第１導電型がｎ型である場合には、たとえば、リン酸塩、酸化リン、五酸化二リン、リン酸または有機リン化合物のようなリン原子を含む化合物を単独でまたは２種以上併用して用いることができ、第１導電型がｐ型である場合には、たとえば、酸化ホウ素、ホウ酸、有機ホウ素化合物、ホウ素−アルミニウム化合物、有機アルミニウム化合物またはアルミニウム塩のようなホウ素原子および／またはアルミニウム原子を含む化合物を単独でまたは２種以上併用して用いることができる。

また、第１導電型ドーパント拡散剤３の第１導電型ドーパント源以外の成分としては、たとえば、溶媒と、シラン化合物と、増粘剤とを含むものなどを用いることができる。また、第１導電型ドーパント拡散剤３としては、増粘剤を含まないものも用いることができる。

ここで、溶媒としては、たとえば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランメチラール、ジエチルアセタール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、無水酢酸、Ｎ−メチルピロリドンなどが挙げられる。溶媒は１種を単独でまたは２種以上を併用して用いることができる。

また、シラン化合物としては、たとえば、以下の一般式（１）で表わされるものを用いることができる。

Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n …（１）
上記の一般式（１）において、Ｒ¹は、メチル基、エチル基またはフェニル基を示す。また、上記の一般式（１）において、Ｒ²は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などの炭素数１〜４の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基を示す。また、上記の一般式（１）において、ｎは０〜４の整数を示す。

上記の一般式（１）で表わされるシラン化合物としては、たとえば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、それらの塩（テトラエチルオルトケイ酸塩など）が挙げられる。シラン化合物は１種を単独でまたは２種以上を併用して用いることができる。

また、増粘剤としては、たとえば、ヒマシ油、ベントナイト、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリビニルピロリドン、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、非晶質ケイ酸、ポリビニルブチラール、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ポリアミド樹脂、有機ヒマシ油誘導体、ジアミド・ワックス、膨潤ポリアクリル酸塩、ポリエーテル尿素−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリオールなどが挙げられる。増粘剤は１種を単独でまたは２種以上を併用して用いることができる。

図２に、図１（ｃ）に示す半導体基板１の裏面の第１のぬれ性改善膜２の表面上に塗布された第１導電型ドーパント拡散剤３の一例の模式的な拡大断面図を示す。ここで、第１導電型ドーパント拡散剤３の第１のぬれ性改善膜２に対する接触角θ₁は５°以上３０°以下であることが好ましく、１０°以上２０°以下であることがより好ましい。

第１導電型ドーパント拡散剤３の第１のぬれ性改善膜２に対する接触角θ₁が５°未満である場合には第１導電型ドーパント拡散剤３の線幅が広がりすぎて、所望のパターンおよび／または線幅を描くことができないおそれがある。また、上記の接触角θ₁が３０°よりも大きい場合には第１導電型ドーパント拡散剤３が断線するおそれがあるとともに、第１導電型ドーパント拡散剤３のラインエッジが乱れるおそれがある。

また、第１導電型ドーパント拡散剤３の第１のぬれ性改善膜２に対する接触角θ₁が１０°以上２０°以下である場合、第１導電型ドーパント拡散剤３が弾かれるのを大幅に抑制できるとともに、第１導電型ドーパント拡散剤３の滲みも大幅に抑制することができるため、第１導電型ドーパント拡散剤３の線幅のばらつきの発生を大幅に低減することができ、微細な線幅の第１導電型ドーパント拡散剤３の塗布が可能となる傾向にある。また、第１導電型ドーパント拡散剤３の第１のぬれ性改善膜２に対する接触角θ₁が１０°以上２０°以下である場合には、第１導電型ドーパント拡散剤３が断線したり第１導電型ドーパント拡散剤３の線幅が局所的に細くなったりするのをさらに有効に抑止できる傾向が大きくなるとともに、第１導電型ドーパント拡散剤３の線幅が広がるのもさらに有効に抑止できる傾向が大きくなる。したがって、第１導電型ドーパント拡散剤３を所望のパターンに安定して形成する観点からは、上記の接触角θ₁は１０°以上２０°以下であることが好ましい。

なお、第１導電型ドーパント拡散剤３の第１のぬれ性改善膜２に対する接触角θ₁は、たとえば従来から公知の接触角計により測定することが可能である。

また、第１導電型がｎ型である場合には、半導体基板１の裏面の第１のぬれ性改善膜２の表面上に塗布された第１導電型ドーパント拡散剤３の線幅ｗ１のうち最小の線幅は１００μｍ以下であることが好ましい。第１導電型がｎ型である場合に、第１導電型ドーパント拡散剤３の線幅ｗ１のうち最小の線幅を１００μｍ以下とした場合には微細な線幅の第１導電型ドーパント拡散剤３の塗布が可能となる傾向にある。

また、第１導電型がｐ型である場合には、半導体基板１の裏面の第１のぬれ性改善膜２の表面上に塗布された第１導電型ドーパント拡散剤３の線幅ｗ１のうち最小の線幅は３００μｍ以下であることが好ましい。第１導電型がｐ型である場合に、第１導電型ドーパント拡散剤３の線幅ｗ１のうち最小の線幅を３００μｍ以下とした場合には、微細な線幅の第１導電型ドーパント拡散剤３の塗布が可能となる傾向にある。

次に、図１（ｄ）に示すように、第１導電型ドーパント拡散剤３が塗布された半導体基板１を熱処理することによって、第１導電型ドーパント拡散剤３から第１のぬれ性改善膜２を通して半導体基板１に第１導電型ドーパントを拡散させて第１導電型ドーパント拡散層５を形成する。

ここで、上記の半導体基板１の熱処理の条件は特に限定されないが、第１導電型ドーパント拡散層５を安定して形成する観点からは、半導体基板１を窒素雰囲気において８００℃以上１０００℃以下の温度で３０分以上６０分以下加熱することが好ましい。

次に、図１（ｅ）に示すように、半導体基板１の裏面上の第１のぬれ性改善膜２および第１導電型ドーパント拡散剤３を除去する。これにより、半導体基板１の裏面に、第１導電型ドーパント拡散層５の表面が露出することになる。

ここで、第１のぬれ性改善膜２および第１導電型ドーパント拡散剤３の除去方法は、半導体基板１の裏面から第１のぬれ性改善膜２および第１導電型ドーパント拡散剤３を除去することができる方法であれば特に限定されない。

次に、図１（ｆ）に示すように、第１導電型ドーパント拡散層５が露出している半導体基板１の裏面上に第２のぬれ性改善膜２１を形成する。

ここで、第２のぬれ性改善膜２１としては、半導体基板１の裏面上に塗布された後述のドーパント拡散剤が弾かれるのを安定して抑制することができるものであれば特に限定なく用いることができる。

特に、半導体基板１がシリコン基板などの疎水性のものである場合には、第２のぬれ性改善膜２１としては親水性の膜を用いることが好ましい。この場合には、疎水性の半導体基板１の裏面上に直接、親水性のドーパント拡散剤を塗布した場合に、半導体基板１の裏面上でドーパント拡散剤が弾かれてしまうのを安定して抑制することができるためである。

ここで、親水性の第２のぬれ性改善膜２１としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または表面にＯＨ基（水酸基）がある膜などを単層でまたはこれらの膜の複数を組み合わせて積層したものなどを用いることができる。

また、第２のぬれ性改善膜２１の厚さは、５０ｎｍ以下であることが好ましい。第２のぬれ性改善膜２１の厚さが５０ｎｍ以下である場合には、後述するドーパント拡散剤から第２のぬれ性改善膜２１を通してドーパントが半導体基板１に拡散しやすくなる傾向にある。

また、第２のぬれ性改善膜２１の厚さは、１ｎｍ以上であることが好ましい。第２のぬれ性改善膜２１の厚さが１ｎｍ以上である場合には、第２のぬれ性改善膜２１を形成したことによるぬれ性改善効果が得られやすくなる傾向にある。

なお、第２のぬれ性改善膜２１は、たとえば、ＣＶＤ法または熱酸化法などによって形成することができる。

次に、図１（ｇ）に示すように、半導体基板１の裏面の第２のぬれ性改善膜２１の表面上に第２導電型ドーパントを含有する第２導電型ドーパント拡散剤４を塗布する。第２導電型ドーパント拡散剤４は、たとえば、図１（ｇ）の表面側から裏面側に伸長する帯状に塗布することができる。

ここで、第２導電型ドーパント拡散剤４の塗布方法としては、たとえば、スプレー塗布、ディスペンサを用いた塗布、インクジェット塗布、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷または平版印刷などを用いることができる。

また、第２導電型ドーパント拡散剤４としては、第２導電型ドーパント源を含むものを用いることができ、第２導電型ドーパント源としては、第２導電型がｎ型である場合には、たとえば、リン酸塩、酸化リン、五酸化二リン、リン酸または有機リン化合物のようなリン原子を含む化合物を単独でまたは２種以上併用して用いることができ、第２導電型がｐ型である場合には、たとえば、酸化ホウ素、ホウ酸、有機ホウ素化合物、ホウ素−アルミニウム化合物、有機アルミニウム化合物またはアルミニウム塩のようなホウ素原子および／またはアルミニウム原子を含む化合物を単独でまたは２種以上併用して用いることができる。

また、第２導電型ドーパント拡散剤４の第２導電型ドーパント源以外の成分としては、たとえば、溶媒と、シラン化合物と、増粘剤とを含むものなどを用いることができる。また、第２導電型ドーパント拡散剤４としては、増粘剤を含まないものも用いることができる。なお、第２導電型ドーパント拡散剤４の第２導電型ドーパント源以外の成分の説明は上記と同様であるため、ここでは省略する。

図３に、図１（ｇ）に示す半導体基板１の裏面の第２のぬれ性改善膜２１の表面上に塗布された第２導電型ドーパント拡散剤４の一例の模式的な拡大断面図を示す。ここで、第２導電型ドーパント拡散剤４の第２のぬれ性改善膜２１に対する接触角θ₂は５°以上３０°以下であることが好ましく、１０°以上２０°以下であることがより好ましい。

第２導電型ドーパント拡散剤４の第２のぬれ性改善膜２１に対する接触角θ₂が５°未満である場合には第２導電型ドーパント拡散剤４の線幅が広がりすぎて、所望のパターンおよび／または線幅を描くことができないおそれがある。また、上記の接触角θ₂が３０°よりも大きい場合には第２導電型ドーパント拡散剤４が断線するおそれがあるとともに、第２導電型ドーパント拡散剤４のラインエッジが乱れるおそれがある。

第２導電型ドーパント拡散剤４の第２のぬれ性改善膜２１に対する接触角θ₂が１０°以上２０°以下である場合には、第２導電型ドーパント拡散剤４が弾かれるのが大幅に抑制できるとともに、第２導電型ドーパント拡散剤４の滲みも大幅に抑制することができるため、第２導電型ドーパント拡散剤４の線幅のばらつきの発生を大幅に低減することができ、微細な線幅の第２導電型ドーパント拡散剤４の塗布が可能となる傾向にある。また、第２導電型ドーパント拡散剤４の第２のぬれ性改善膜２１に対する接触角θ₂が１０°以上２０°以下である場合には、第２導電型ドーパント拡散剤４が断線したり第２導電型ドーパント拡散剤４の線幅が局所的に細くなったりするのをさらに有効に抑止できる傾向が大きくなるとともに、第２導電型ドーパント拡散剤４の線幅が広がるのもさらに有効に抑止できる傾向が大きくなる。したがって、第２導電型ドーパント拡散剤４を所望のパターンに安定して形成する観点からは、上記の接触角θ₂は１０°以上２０°以下であることが好ましい。

なお、第２導電型ドーパント拡散剤４の第２のぬれ性改善膜２１に対する接触角θ₂は、たとえば従来から公知の接触角計により測定することが可能である。

また、第２導電型がｎ型である場合には、半導体基板１の裏面の第２のぬれ性改善膜２１の表面上に塗布された第２導電型ドーパント拡散剤４の線幅ｗ２のうち最小の線幅は１００μｍ以下であることが好ましい。第２導電型がｎ型である場合に、第２導電型ドーパント拡散剤４の線幅ｗ２のうち最小の線幅を１００μｍ以下とした場合には、微細な線幅の第２導電型ドーパント拡散剤４の塗布が可能となる傾向にある。

また、第２導電型がｐ型である場合には、半導体基板１の裏面の第２のぬれ性改善膜２１の表面上に塗布された第２導電型ドーパント拡散剤４の線幅ｗ２のうち最小の線幅は３００μｍ以下であることが好ましい。第１導電型がｐ型である場合に、第２導電型ドーパント拡散剤４の線幅ｗ２のうち最小の線幅を３００μｍ以下とした場合には、微細な線幅の第２導電型ドーパント拡散剤４の塗布が可能となる傾向にある。

次に、図１（ｈ）に示すように、第２導電型ドーパント拡散剤４が塗布された半導体基板１を熱処理することによって、第２導電型ドーパント拡散剤４から第２のぬれ性改善膜２１を通して半導体基板１に第２導電型ドーパントを拡散させて第２導電型ドーパント拡散層６を形成する。

ここで、上記の半導体基板１の熱処理の条件は特に限定されないが、第２導電型ドーパント拡散層６を安定して形成する観点からは、半導体基板１を窒素雰囲気において８００℃以上１０００℃以下の温度で３０分以上６０分以下加熱することが好ましい。

次に、図１（ｉ）に示すように、半導体基板１の裏面上の第２のぬれ性改善膜２１および第２導電型ドーパント拡散剤４を除去する。これにより、半導体基板１の裏面に、第１導電型ドーパント拡散層５の表面と第２導電型ドーパント拡散層６の表面とが所定の間隔を空けて露出することになる。

ここで、第２のぬれ性改善膜２１および第２導電型ドーパント拡散剤４の除去方法は、半導体基板１の裏面から第２のぬれ性改善膜２１および第２導電型ドーパント拡散剤４を除去することができる方法であれば特に限定されない。

次に、図１（ｊ）に示すように、半導体基板１の第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６がそれぞれ露出している裏面上にパッシベーション膜７を形成するとともに、半導体基板１のテクスチャ構造８が形成されている表面上に反射防止膜９を形成する。

ここで、パッシベーション膜７としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。また、パッシベーション膜７は、たとえば、プラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。

また、反射防止膜９としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。また、反射防止膜９は、たとえば、プラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。

次に、図１（ｋ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜７の一部を除去することによってコンタクトホール１２およびコンタクトホール１３を形成して、コンタクトホール１２から第１導電型ドーパント拡散層５の表面を露出させるとともに、コンタクトホール１３から第２導電型ドーパント拡散層６の表面を露出させる。

ここで、コンタクトホール１２およびコンタクトホール１３は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホール１２およびコンタクトホール１３のそれぞれの形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンをパッシベーション膜７上に形成した後にレジストパターンの開口からパッシベーション膜７をエッチングなどにより除去する方法、またはコンタクトホール１２およびコンタクトホール１３のそれぞれの形成箇所に対応するパッシベーション膜７の部分にエッチングペーストを塗布した後に加熱することによってパッシベーション膜７をエッチングして除去する方法などにより形成することができる。

なお、エッチングペーストとしては、たとえば、エッチング成分としてリン酸を含み、エッチング成分以外の成分として水、有機溶媒および増粘剤を含むものなどを用いることができる。有機溶媒としては、たとえば、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレンカーボネートまたはＮ−メチル−２−ピロリドンなどの少なくとも１種を用いることができる。また、増粘剤としては、たとえばセルロース、エチルセルロース、セルロース誘導体、ナイロン６、またはポリビニルピロリドンなどの少なくとも１種を用いることができる。

次に、図１（ｌ）に示すように、コンタクトホール１２を通して第１導電型ドーパント拡散層５に電気的に接続される第１導電型用電極１０を形成するとともに、コンタクトホール１３を通して第２導電型ドーパント拡散層６に電気的に接続される第２導電型用電極１１を形成する。

ここで、第１導電型用電極１０および第２導電型用電極１１としては、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。

以上により、本実施の形態における太陽電池の製造方法によって、裏面電極型太陽電池を作製することができる。

図４に、本発明の太陽電池の製造方法によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面の一例の模式的な平面図を示す。

ここで、図４に示すように、裏面電極型太陽電池の裏面においては、複数の帯状の第１導電型用電極１０と複数の帯状の第２導電型用電極１１がそれぞれ１本ずつ交互に間隔をあけて配列されており、すべての第１導電型用電極１０が１本の帯状の第１導電型用集電電極１０ａに電気的に接続されており、すべての第２導電型用電極１１が１本の帯状の第２導電型用集電電極１１ａに電気的に接続されている。

また、裏面電極型太陽電池の裏面において、複数の帯状の第１導電型用電極１０のそれぞれの下方には高濃度第１導電型ドーパント拡散層５が配置され、複数の帯状の第２導電型用電極１１のそれぞれの下方には第２導電型ドーパント拡散層６が配置されていることになるが、第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６の形状および大きさは特に限定されない。たとえば、第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６は、第１導電型用電極１０および第２導電型用電極１１のそれぞれに沿って帯状に形成されていてもよく、第１導電型用電極１０および第２導電型用電極１１のそれぞれの一部に接するドット状に形成されていてもよい。

図５に、本発明の太陽電池の製造方法によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面の他の一例の模式的な平面図を示す。ここで、図５に示すように、第１導電型用電極１０および第２導電型用電極１１はそれぞれ同一方向に伸長（図５の上下方向に伸長）する帯状に形成されており、半導体基板１の裏面において上記の伸長方向と直交する方向にそれぞれ１本ずつ交互に配置されている。

図６に、本発明の太陽電池の製造方法によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面のさらに他の一例の模式的な平面図を示す。ここで、図６に示すように、第１導電型用電極１０および第２導電型用電極１１はそれぞれ点状に形成されており、点状の第１導電型用電極１０の列（図６の上下方向または左右方向に伸長）および点状の第２導電型用電極１１の列（図６の上下方向または左右方向に伸長）がそれぞれ半導体基板１の裏面において１列ずつ交互に配置されている。

なお、図１（ａ）〜図１（ｌ）においては、説明の便宜上、半導体基板１に１つの第１導電型ドーパント拡散層５と、１つの第２導電型ドーパント拡散層６のみが形成されるように示されているが、実際には、複数の第１導電型ドーパント拡散層５と、複数の第２導電型ドーパント拡散層６とが形成されてもよいことは言うまでもない。

また、上記において、第１導電型はｎ型またはｐ型のいずれの導電型であってもよく、第２導電型は第１導電型と反対の導電型であればよい。すなわち、第１導電型がｎ型のときは第２導電型がｐ型となり、第１導電型がｐ型のときは第２導電型がｎ型となる。

また、第１導電型がｐ型である場合には、第１導電型ドーパントとしては、たとえばボロンまたはアルミニウムなどのｐ型ドーパントを用いることができ、第１導電型がｎ型である場合には、第１導電型ドーパントとしては、たとえばリンなどのｎ型ドーパントを用いることができる。

また、第２導電型がｎ型である場合には、第２導電型ドーパントとしては、たとえばリンなどのｎ型ドーパントを用いることができ、第２導電型がｐ型である場合には、第２導電型ドーパントとしては、たとえばボロンまたはアルミニウムなどのｐ型ドーパントを用いることができる。

上記において例示したように、本発明においては、半導体基板の表面上にぬれ性改善膜を形成した後にドーパント拡散剤を塗布することになるため、半導体基板の表面に直接塗布した場合に半導体基板の表面において弾かれる性質のドーパント拡散剤を用いた場合でも、ドーパント拡散剤が弾かれるのを安定して抑制することができる。

したがって、本発明においては、ドーパント拡散剤を塗布してドーパント拡散層を形成する場合でも、たとえば図１１（ｂ）に示されるように、半導体基板の表面上におけるドーパント拡散剤の分断の発生を回避することができる傾向が大きくなるため、ドーパント拡散層を所望の位置に安定して形成することができることから、太陽電池の特性の低下を安定して抑制することができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態においては、半導体基板１の裏面上に形成された第１のぬれ性改善膜２上に第１導電型ドーパント拡散剤３および第２導電型ドーパント拡散剤４の双方を塗布した後に半導体基板１を熱処理することによって第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６を同時に形成する点を特徴としている。

以下、図７（ａ）〜図７（ｈ）の模式的断面図を参照して、本実施の形態における太陽電池の製造方法について説明する。なお、図７（ａ）〜図７（ｈ）においても、説明の便宜上、半導体基板１に１つの第１導電型ドーパント拡散層５と、１つの第２導電型ドーパント拡散層６のみが形成されるように示されているが、実際には複数の第１導電型ドーパント拡散層５と、複数の第２導電型ドーパント拡散層６とが形成されてもよいことは言うまでもない。

まず、図７（ａ）に示すように、たとえばピラミッド状の凹凸などからなるテクスチャ構造８が形成された半導体基板１を用意し、続いて、図７（ｂ）に示すように、半導体基板１のテクスチャ構造８が形成されている側の表面と反対側の表面である裏面に第１のぬれ性改善膜２を形成する。

次に、図７（ｃ）に示すように、半導体基板１の裏面に形成された第１のぬれ性改善膜２上に第１導電型ドーパントを含有する第１導電型ドーパント拡散剤３および第２導電型ドーパントを含有する第２導電型ドーパント拡散剤４をそれぞれ塗布する。

なお、本実施の形態における第１導電型ドーパント拡散剤３および第２導電型ドーパント拡散剤４の塗布は、たとえば、実施の形態１における第１導電型ドーパント拡散剤３および第２導電型ドーパント拡散剤４と同様の方法で塗布することができる。

次に、図７（ｄ）に示すように、半導体基板１を熱処理することによって、第１導電型ドーパント拡散剤３および第２導電型ドーパント拡散剤４からそれぞれ半導体基板１に第１導電型ドーパントおよび第２導電型ドーパントを拡散させて、第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６を形成する。

ここで、上記の半導体基板１の熱処理により、第１導電型ドーパント拡散剤３から第１のぬれ性改善膜２を通して半導体基板１に第１導電型ドーパントが拡散することによって第１導電型ドーパント拡散層５が形成され、第２導電型ドーパント拡散剤４から第１のぬれ性改善膜２を通して半導体基板１に第２導電型ドーパントが拡散することによって第２導電型ドーパント拡散層６が形成される。

ここで、上記の半導体基板１の熱処理の条件は特に限定されないが、第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６をそれぞれ安定して形成する観点からは、半導体基板１を窒素雰囲気において８００℃以上１０００℃以下の温度で３０分以上６０分以下加熱することが好ましい。

次に、図７（ｅ）に示すように、半導体基板１の裏面上の第１のぬれ性改善膜２、第１導電型ドーパント拡散剤３および第２導電型ドーパント拡散剤４を除去することによって、半導体基板１の裏面に、第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６の表面をそれぞれ露出させる。

次に、図７（ｆ）に示すように、半導体基板１の第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６がそれぞれ露出している裏面上にパッシベーション膜７を形成するとともに、半導体基板１のテクスチャ構造８が形成されている表面上に反射防止膜９を形成する。

次に、図７（ｇ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜７の一部を除去することによってコンタクトホール１２およびコンタクトホール１３を形成して、コンタクトホール１２から第１導電型ドーパント拡散層５の表面を露出させるとともに、コンタクトホール１３から第２導電型ドーパント拡散層６の表面を露出させる。

次に、図７（ｈ）に示すように、コンタクトホール１２を通して第１導電型ドーパント拡散層５に電気的に接続される第１導電型用電極１０を形成するとともに、コンタクトホール１３を通して第２導電型ドーパント拡散層６に電気的に接続される第２導電型用電極１１を形成する。

本実施の形態における太陽電池の製造方法のように、半導体基板１の表面上に形成された第１のぬれ性改善膜２上に第１導電型ドーパント拡散剤３および第２導電型ドーパント拡散剤４の双方を塗布した後に半導体基板１を熱処理することによって第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６を同時に形成した場合には、第１導電型ドーパント拡散層５および第２導電型ドーパント拡散層６の形成のための熱処理を１回だけ行なえばよいため、製造工程を簡略化することができるとともに、熱処理による半導体基板１などの熱ダメージを有効に抑制することができる。

なお、本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態１と同様であるため、その説明は省略する。

＜実施の形態３＞
本実施の形態においては、半導体基板１の裏面上に形成された第３のぬれ性改善膜３１上に第１導電型ドーパント拡散剤３を塗布した後に半導体基板１を熱処理することによって、第１導電型ドーパント拡散剤３からの第１導電型ドーパントの固相拡散による高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５の形成を行なうとともに、第１導電型ドーパント拡散剤３からの第１導電型ドーパントのアウトディフュージョンによる拡散により低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６の形成を行なう点を特徴としている。

以下、図８（ａ）〜図８（ｌ）の模式的断面図を参照して、本実施の形態における太陽電池の製造方法について説明する。なお、図８（ａ）〜図８（ｌ）においても、説明の便宜上、半導体基板１に１つの高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５と、１つの第２導電型ドーパント拡散層６のみが形成されるように示されているが、実際には複数の高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５と、複数の第２導電型ドーパント拡散層６とが形成されてもよいことは言うまでもない。

まず、図８（ａ）に示すように、たとえばピラミッド状の凹凸などからなるテクスチャ構造８が形成された半導体基板１を用意し、続いて、図８（ｂ）に示すように、半導体基板１のテクスチャ構造８が形成されている側の表面と反対側の表面である裏面に第３のぬれ性改善膜３１を形成する。

ここで、第３のぬれ性改善膜３１としては、半導体基板１の表面上に塗布された第１導電型ドーパント拡散剤３が弾かれるのを安定して抑制することができるとともに、第１導電型ドーパント拡散剤３からの第１導電型ドーパントの固相拡散による高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５の形成とともに、第１導電型ドーパント拡散剤３からの第１導電型ドーパントのアウトディフュージョンによる拡散により低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６の形成を行なうことができるものであれば特には限定されない。

なお、第１導電型ドーパント拡散剤３からの第１導電型ドーパントの固相拡散は、第１導電型ドーパント拡散剤３から第１導電型ドーパントが直接第３のぬれ性改善膜３１を通って半導体基板１に拡散することにより行なわれる。

また、第１導電型ドーパント拡散剤３からの第１導電型ドーパントのアウトディフュージョンによる拡散は、第１導電型ドーパント拡散剤３から第１導電型ドーパントが一旦半導体基板１を取り巻く気相に拡散した後に、気相中に拡散した第１導電型ドーパントが第３のぬれ性改善膜３１を通って半導体基板１に拡散することにより行なわれる。

また、半導体基板１がシリコン基板などの疎水性のものである場合には、第３のぬれ性改善膜３１としては親水性の膜を用いることが好ましい。この場合には、疎水性の半導体基板１の表面上に直接、親水性のドーパント拡散剤を塗布した場合に、半導体基板１の表面上でドーパント拡散剤が弾かれてしまうのを安定して抑制することができるためである。

ここで、親水性の第３のぬれ性改善膜３１としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または表面にＯＨ基（水酸基）がある膜などを単層でまたはこれらの膜の複数を組み合わせて積層したものなどを用いることができる。

なお、第３のぬれ性改善膜３１は、たとえば、ＣＶＤ法または熱酸化法などによって形成することができる。

次に、図８（ｃ）に示すように、半導体基板１の表面の第３のぬれ性改善膜３１上に第１導電型ドーパントを含有する第１導電型ドーパント拡散剤３を塗布する。

次に、図８（ｄ）に示すように、半導体基板１を熱処理することによって、第１導電型ドーパント拡散剤３から第１導電型ドーパントを固相拡散により第３のぬれ性改善膜３１を通して半導体基板１に拡散させて高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５を形成するとともに、第１導電型ドーパント拡散剤３から第１導電型ドーパントをアウトディフュージョンによる拡散により第３のぬれ性改善膜３１を通して半導体基板１に拡散させて低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６を形成する。

ここで、上記の半導体基板１の熱処理の条件は特に限定されないが、高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５および低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６を安定して形成する観点からは、半導体基板１を窒素雰囲気において８００℃以上１０００℃以下の温度で３０分以上６０分以下加熱することが好ましい。

次に、図８（ｅ）に示すように、半導体基板１の表面上の第３のぬれ性改善膜３１および第１導電型ドーパント拡散剤３を除去することによって、半導体基板１の裏面に、高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５および低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６の表面をそれぞれ露出させる。

次に、図８（ｆ）に示すように、半導体基板１の高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５および低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６が露出している裏面に第２のぬれ性改善膜２１を形成する。

次に、図８（ｇ）に示すように、半導体基板１の裏面の第２のぬれ性改善膜２１の表面上に第２導電型ドーパントを含有する第２導電型ドーパント拡散剤４を塗布した後に、半導体基板１を熱処理する。これにより、図８（ｈ）に示すように、第２導電型ドーパント拡散剤４から第２のぬれ性改善膜２１を通して半導体基板１に第２導電型ドーパントを固相拡散させて第２導電型ドーパント拡散層６を形成する。

次に、図８（ｉ）に示すように、半導体基板１の裏面上の第２のぬれ性改善膜２１および第２導電型ドーパント拡散剤４を除去する。これにより、半導体基板１の裏面に、高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５、低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６および第２導電型ドーパント拡散層６の表面がそれぞれ露出することになる。

次に、図８（ｊ）に示すように、半導体基板１の高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５、低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６および第２導電型ドーパント拡散層６の表面がそれぞれ露出している裏面上にパッシベーション膜７を形成するとともに、半導体基板１のテクスチャ構造８が形成されている表面上に反射防止膜９を形成する。

次に、図８（ｋ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜７の一部を除去することによってコンタクトホール１２およびコンタクトホール１３を形成して、コンタクトホール１２から高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５の表面を露出させるとともに、コンタクトホール１３から第２導電型ドーパント拡散層６の表面を露出させる。

次に、図８（ｌ）に示すように、コンタクトホール１２を通して高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５に電気的に接続される第１導電型用電極１０を形成するとともに、コンタクトホール１３を通して第２導電型ドーパント拡散層６に電気的に接続される第２導電型用電極１１を形成する。

本実施の形態の太陽電池の製造方法のように、半導体基板１に形成される第１導電型ドーパント拡散層を高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５と低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６とに分けて形成した場合には裏面電極型太陽電池の特性をさらに向上することができる傾向にある。

なお、高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５は、低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６よりも第１導電型ドーパント濃度が高い層である。ここで、高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５における第１導電型ドーパント濃度は、たとえば１×１０¹⁹／ｃｍ³以上とすることができる。また、低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６における第１導電型ドーパント濃度は、たとえば１×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³未満とすることができる。

本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態１と同様であるため、その説明は省略する。

＜実施の形態４＞
本実施の形態においては、裏面電極型太陽電池ではなく、半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を備えた両面電極型太陽電池を作製することを特徴としている。

以下、図９（ａ）〜図９（ｆ）の模式的断面図を参照して、本実施の形態における太陽電池の製造方法について説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、ｐ型シリコン基板からなる半導体基板１を用意し、続いて、図９（ｂ）に示すように、半導体基板１の一方の面に酸化シリコン膜からなる第３のぬれ性改善膜３１を形成する。

次に、図９（ｃ）に示すように、ｐ型シリコン基板からなる半導体基板１の表面の酸化シリコン膜からなる第３のぬれ性改善膜３１上にｎ型ドーパントであるリンを含有するｎ型ドーパント拡散剤を第１導電型ドーパント拡散剤３として塗布する。

次に、図９（ｄ）に示すように、ｐ型シリコン基板からなる半導体基板１を熱処理することによって、リンを含有する第１導電型ドーパント拡散剤３から第３のぬれ性改善膜３１を通して半導体基板１の表面にリンを固相拡散させて高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５としての高濃度ｎ型ドーパント拡散層を形成するとともに、第１導電型ドーパント拡散剤３から第３のぬれ性改善膜３１を通して半導体基板１の表面にリンをアウトディフュージョンによる拡散により拡散させて低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６としての低濃度ｎ型ドーパント拡散層を形成する。

なお、上記の半導体基板１の熱処理の好ましい条件等については、実施の形態１および実施の形態２と同様であるためその説明は省略する。

次に、図９（ｅ）に示すように、半導体基板１の表面から第１導電型ドーパント拡散剤３および第３のぬれ性改善膜３１を除去することによって、半導体基板１の表面に、高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５としての高濃度ｎ型ドーパント拡散層および低濃度第１導電型ドーパント拡散層１６としての低濃度ｎ型ドーパント拡散層の表面をそれぞれ露出させ、高濃度第１導電型ドーパント拡散層１５としての高濃度ｎ型ドーパント拡散層の表面上に第１導電型用電極１０としての銀電極を形成する。

次に、図９（ｆ）に示すように、半導体基板１の受光面となる表面の反対側の裏面に上に第２導電型用電極１１としての銀電極を形成する。

以上により、本実施の形態における太陽電池の製造方法によって、半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を備えた構造の両面電極型太陽電池を作製することができる。

本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態１〜３と同様であるため、その説明は省略する。

なお、本発明の太陽電池の概念には、半導体基板の一方の表面（裏面）のみに第１導電型用電極および第２導電型用電極の双方が形成された構成の裏面電極型太陽電池だけでなく、ＭＷＴ（Metal Wrap Through）セル（半導体基板に設けられた貫通孔に電極の一部を配置した構成の太陽電池）などのいわゆるバックコンタクト型太陽電池（太陽電池の受光面と反対側の裏面から電流を取り出す構造の太陽電池）および半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を形成して製造された両面電極型太陽電池などのあらゆる構成の太陽電池が含まれる。

まず、１辺が１００ｍｍの正方形の表面を有し、厚さが２００μｍ程度のｎ型シリコンウエハのスライスダメージ層を水酸化ナトリウム溶液で除去することによって疎水性のｎ型シリコン基板を用意した。

次に、ｎ型シリコン基板の一方の表面にぬれ性改善膜として厚さ２５ｎｍの親水性の酸化シリコン膜を熱ＣＶＤ法により形成した。

その後、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）と所定のシラン化合物とプロピレングリコールモノメチルエーテルと水と無水酢酸とを混合してなるｐ型ドーパント拡散剤の粘度を様々に変化させて粘度が異なる複数の親水性のｐ型ドーパント拡散剤を作製した。

また、五酸化二リン（Ｐ₂Ｏ₅）と所定のシラン化合物とエチレングリコールと無水酢酸とを混合してなるｎ型ドーパント拡散剤の粘度を様々に変化させて粘度が異なる複数の親水性のｎ型ドーパント拡散剤を作製した。

そして、上記のようにして作製したｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤をそれぞれインクジェット塗布法によりぬれ性改善膜の表面上に直線状に塗布した。ここで、ｐ型ドーパント拡散剤については最小の線幅が３００μｍ以下となるように直線状に塗布するとともに、ｎ型ドーパント拡散剤については最小の線幅が１００μｍ以下となるように直線状に塗布した。

そして、上記のｐ型ドーパント拡散剤の塗布時およびｎ型ドーパント拡散剤の塗布時にそれぞれｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤が弾かれることによる分断が発生するか否かを目視するとともに、ぬれ性改善膜への塗布後のｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤についてそれぞれ従来から公知の接触角計により接触角を測定した。

また、比較として、上記のようにして作製したｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤をそれぞれインクジェット塗布法により、ｎ型シリコン基板の表面上に直接、直線状に塗布し、ｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤が弾かれることによる分断が発生するか否かを目視した。ここでも、ｐ型ドーパント拡散剤については最小の線幅が３００μｍ以下となるように直線状に塗布し、ｎ型ドーパント拡散剤については最小の線幅が１００μｍ以下となるように直線状に塗布した。

その結果、ｎ型シリコン基板の表面上にぬれ性改善膜を形成した後にｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤を塗布した場合には、ｎ型シリコン基板の表面上にぬれ性改善膜を形成せずにｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤を塗布した場合と比べてｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤のそれぞれの分断の発生回数が大幅に減少した。

また、室温（２５℃）における粘性率が所定の範囲（５Ｐａ・ｓ〜２５Ｐａ・ｓ）にあるｐ型ドーパント拡散剤のぬれ性改善膜に対する接触角が１０°以上２０°以下である場合には、ｐ型ドーパント拡散剤の分断の発生回数がさらに大幅に減少することが確認された。

また、室温（２５℃）における粘性率が所定の範囲（５Ｐａ・ｓ〜２５Ｐａ・ｓ）にあるｎ型ドーパント拡散剤のぬれ性改善膜に対する接触角が１０°以上２０°以下である場合には、ｎ型ドーパント拡散剤の分断の発生回数がさらに大幅に減少することが確認された。

そして、上記のようにｎ型シリコン基板の表面上にぬれ性改善膜を形成した後にｐ型ドーパント拡散剤およびｎ型ドーパント拡散剤を塗布し、その後ｎ型シリコン基板を熱処理することによって裏面にｐ型ドーパント拡散層およびｎ型ドーパント拡散層を形成したｎ型シリコン基板を用いて裏面電極型太陽電池を作製し、その特性を評価したところ、優れた特性を示すことが確認された。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

特に、本発明の半導体装置の製造方法は、太陽電池の製造方法として好適に用いることができる。

１半導体基板、２第１のぬれ性改善膜、３第１導電型ドーパント拡散剤、４第２導電型ドーパント拡散剤、５第１導電型ドーパント拡散層、６第２導電型ドーパント拡散層、７パッシベーション膜、８，１０８テクスチャ構造、９反射防止膜、１０第１導電型用電極、１０ａ第１導電型用集電電極、１１第２導電型用電極、１１ａ第２導電型用集電電極、１２，１３コンタクトホール、１５高濃度第１導電型ドーパント拡散層、１６低濃度第１導電型ドーパント拡散層、２１第２のぬれ性改善膜、３１第３のぬれ性改善膜、１００シリコン基板、１０２酸化物層、１０３ｐ型ドーピングペースト、１０４ｎ型ドーピングペースト、１０５ｐ型ドーパント拡散層、１０６ｎ型ドーパント拡散層、１１０，１１１金属化部分。

Claims

半導体基板の表面上にぬれ性改善膜を形成する工程と、
前記ぬれ性改善膜の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、
前記ドーパント拡散剤から前記半導体基板に前記ドーパントを拡散させることによってドーパント拡散層を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
前記塗布後の前記ドーパント拡散剤の接触角が５°以上３０°以下であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記ぬれ性改善膜を形成する工程において、前記ぬれ性改善膜は５０ｎｍ以下の厚さに形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
前記ぬれ性改善膜が親水性であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記ドーパント拡散剤を塗布する工程において、前記ドーパント拡散剤は最小の線幅が３００μｍ以下となるように塗布されることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。