JPH06151906A - 太陽電池素子の製造方法 - Google Patents
太陽電池素子の製造方法Info
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- JPH06151906A JPH06151906A JP4293175A JP29317592A JPH06151906A JP H06151906 A JPH06151906 A JP H06151906A JP 4293175 A JP4293175 A JP 4293175A JP 29317592 A JP29317592 A JP 29317592A JP H06151906 A JPH06151906 A JP H06151906A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】一導電型不純物を含有する半導体基板1の一主
面側に、逆導電型不純物1aを拡散させて、この半導体
基板1の表裏面に電極5、6を形成する太陽電池素子の
製造方法において、前記半導体基板1の一主面側に酸化
膜もしくは窒化膜2を形成し、この酸化膜もしくは窒化
膜2上から前記逆導電型不純物1aを拡散させ、しかる
後この酸化膜もしくは窒化膜2を除去する点にある。 【効果】上記のように構成すると、酸化膜もしくは窒化
膜2内に逆導電型不純物1aが多量に拡散され、半導体
基板1内の濃度を低濃度にすることができる。もって、
特性の向上した太陽電池素子を得ることができる。ま
た、酸化膜もしくは窒化膜2は、半導体基板1とのエッ
チングの選択性が得られ、この酸化膜もしくは窒化膜2
だけを容易にエッチングすることができ、低濃度の逆導
電型不純物層1aを容易に形成することができる。
面側に、逆導電型不純物1aを拡散させて、この半導体
基板1の表裏面に電極5、6を形成する太陽電池素子の
製造方法において、前記半導体基板1の一主面側に酸化
膜もしくは窒化膜2を形成し、この酸化膜もしくは窒化
膜2上から前記逆導電型不純物1aを拡散させ、しかる
後この酸化膜もしくは窒化膜2を除去する点にある。 【効果】上記のように構成すると、酸化膜もしくは窒化
膜2内に逆導電型不純物1aが多量に拡散され、半導体
基板1内の濃度を低濃度にすることができる。もって、
特性の向上した太陽電池素子を得ることができる。ま
た、酸化膜もしくは窒化膜2は、半導体基板1とのエッ
チングの選択性が得られ、この酸化膜もしくは窒化膜2
だけを容易にエッチングすることができ、低濃度の逆導
電型不純物層1aを容易に形成することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池素子の製造方法
に関し、特に酸化膜もしくは窒化膜を介して半導体用不
純物を半導体基板に拡散させる太陽電池素子の製造方法
に関する。
に関し、特に酸化膜もしくは窒化膜を介して半導体用不
純物を半導体基板に拡散させる太陽電池素子の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の太陽電池素子は、図3に示すように、シリコンなどか
ら成る半導体基板1内に、例えばn層1a、p層1b、
およびp+ 層1cなどを形成して半導体接合部を形成
し、この半導体基板1の裏面側と表面側に、銀(A
g)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、あるいはク
ロム(Cr)などから成る表面電極と5と裏面電極6を
形成して構成されていた。表面電極5は、入射光を遮ら
ないように、出来るだけ小面積に形成され、裏面電極6
は、例えば入射した光を反射できるように、半導体基板
1の裏面側の略全面に形成される。なお、半導体基板1
の受光面側には、例えば窒化シリコン膜などから成る反
射防止膜3が形成される。
の太陽電池素子は、図3に示すように、シリコンなどか
ら成る半導体基板1内に、例えばn層1a、p層1b、
およびp+ 層1cなどを形成して半導体接合部を形成
し、この半導体基板1の裏面側と表面側に、銀(A
g)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、あるいはク
ロム(Cr)などから成る表面電極と5と裏面電極6を
形成して構成されていた。表面電極5は、入射光を遮ら
ないように、出来るだけ小面積に形成され、裏面電極6
は、例えば入射した光を反射できるように、半導体基板
1の裏面側の略全面に形成される。なお、半導体基板1
の受光面側には、例えば窒化シリコン膜などから成る反
射防止膜3が形成される。
【0003】このような太陽電池素子において、n層1
aを形成する場合、半導体基板1表面の自然酸化膜を除
去した後、オキシ塩化リン(POCl3 )のガス拡散に
よってリン(P)を拡散させていた。このように半導体
基板1にリンを拡散させると、半導体基板1内でのリン
の濃度分布は、図4のようになる。なお、図4は半導体
基板1の表面からの距離(X)とリンの濃度(cm-3)
との関係を示す図である。半導体基板1の表面から所定
距離(X0 )までは、1×1020cm-3〜9×1020c
m-3となり、所定距離(X0 )を越えると距離にほぼ比
例してリンの濃度は小さくなる。したがって、表面から
所定距離(X0 )部分に、リンの拡散分布が極端に変化
するキンクができる。このようなキンクが形成される
と、太陽電池の特性を下げる要因となる。
aを形成する場合、半導体基板1表面の自然酸化膜を除
去した後、オキシ塩化リン(POCl3 )のガス拡散に
よってリン(P)を拡散させていた。このように半導体
基板1にリンを拡散させると、半導体基板1内でのリン
の濃度分布は、図4のようになる。なお、図4は半導体
基板1の表面からの距離(X)とリンの濃度(cm-3)
との関係を示す図である。半導体基板1の表面から所定
距離(X0 )までは、1×1020cm-3〜9×1020c
m-3となり、所定距離(X0 )を越えると距離にほぼ比
例してリンの濃度は小さくなる。したがって、表面から
所定距離(X0 )部分に、リンの拡散分布が極端に変化
するキンクができる。このようなキンクが形成される
と、太陽電池の特性を下げる要因となる。
【0004】また、太陽電池の高効率化のためには、キ
ャリアの表面再結合を抑えるため、n層1a部分のリン
の表面濃度を下げて、深く形成する必要がある。すなわ
ち、n層1aの表面濃度が高いと、少数キャリアのライ
フタイムτが小さくなる。低濃度でのライフタイムをτ
0 、不純物濃度をNとすると、SRH(ショックレー・
リード・ホール)型再結合ライフタイムは、τ=τ0 /
〔1+(N/NSRH )n 〕(NSRH =1×1016、指数
n=1)で表される。よって、n層1aでのキャリアの
再結合を減らすためには、リンの濃度を低濃度にする必
要がある。
ャリアの表面再結合を抑えるため、n層1a部分のリン
の表面濃度を下げて、深く形成する必要がある。すなわ
ち、n層1aの表面濃度が高いと、少数キャリアのライ
フタイムτが小さくなる。低濃度でのライフタイムをτ
0 、不純物濃度をNとすると、SRH(ショックレー・
リード・ホール)型再結合ライフタイムは、τ=τ0 /
〔1+(N/NSRH )n 〕(NSRH =1×1016、指数
n=1)で表される。よって、n層1aでのキャリアの
再結合を減らすためには、リンの濃度を低濃度にする必
要がある。
【0005】リンの表面濃度が低いn層を作るには、
半導体基板1の一主面に従来通りリンを拡散した後に、
表面の高濃度部分を除去するか、半導体基板1の一主
面に従来通りリンを拡散した後に、熱処理によってリン
を再拡散させるか、低温でリンを拡散させるなどの方
法が考えられるが、の方法では、半導体基板1表面の
高濃度部分を均一に浅くエッチングするのは困難であ
り、の方法では、熱処理によってリンを再拡散させた
としても、表面濃度はあまり下がらず、またの方法で
は低温で行うことから、所望する深さまでn層1aを形
成できないという問題がある。
半導体基板1の一主面に従来通りリンを拡散した後に、
表面の高濃度部分を除去するか、半導体基板1の一主
面に従来通りリンを拡散した後に、熱処理によってリン
を再拡散させるか、低温でリンを拡散させるなどの方
法が考えられるが、の方法では、半導体基板1表面の
高濃度部分を均一に浅くエッチングするのは困難であ
り、の方法では、熱処理によってリンを再拡散させた
としても、表面濃度はあまり下がらず、またの方法で
は低温で行うことから、所望する深さまでn層1aを形
成できないという問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る太陽電池素
子の製造方法は、上述のような従来技術の問題点に鑑み
て為されたものであり、その特徴とするところは、一導
電型不純物を含有する半導体基板の一主面側に、逆導電
型不純物を拡散させて、この半導体基板の表裏面に電極
を形成する太陽電池素子の製造方法において、前記半導
体基板の一主面側に酸化膜もしくは窒化膜を形成し、こ
の酸化膜もしくは窒化膜上から前記逆導電型不純物を拡
散させ、しかる後この酸化膜もしくは窒化膜を除去する
点にある。
子の製造方法は、上述のような従来技術の問題点に鑑み
て為されたものであり、その特徴とするところは、一導
電型不純物を含有する半導体基板の一主面側に、逆導電
型不純物を拡散させて、この半導体基板の表裏面に電極
を形成する太陽電池素子の製造方法において、前記半導
体基板の一主面側に酸化膜もしくは窒化膜を形成し、こ
の酸化膜もしくは窒化膜上から前記逆導電型不純物を拡
散させ、しかる後この酸化膜もしくは窒化膜を除去する
点にある。
【0007】
【作用】上記のように構成すると、酸化膜もしくは窒化
膜内に逆導電型不純物が多量に拡散され、半導体基板内
の濃度を低濃度にすることができる。もって、特性の向
上した太陽電池素子を得ることができる。また、酸化膜
もしくは窒化膜は、半導体基板とのエッチングの選択性
が得られ、この酸化膜もしくは窒化膜だけを容易にエッ
チングすることができ、低濃度の逆導電型不純物層を容
易に形成することができる。
膜内に逆導電型不純物が多量に拡散され、半導体基板内
の濃度を低濃度にすることができる。もって、特性の向
上した太陽電池素子を得ることができる。また、酸化膜
もしくは窒化膜は、半導体基板とのエッチングの選択性
が得られ、この酸化膜もしくは窒化膜だけを容易にエッ
チングすることができ、低濃度の逆導電型不純物層を容
易に形成することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。図1は、本発明に係る太陽電池素子の製
造方法の工程を示す図である。まず、p型のシリコン基
板をフッ酸と硝酸の混合比率が1:9なる混酸により、
5分間エッチング後、水洗を行う。
細に説明する。図1は、本発明に係る太陽電池素子の製
造方法の工程を示す図である。まず、p型のシリコン基
板をフッ酸と硝酸の混合比率が1:9なる混酸により、
5分間エッチング後、水洗を行う。
【0009】次に、図1(a)に示すように、シリコン
基板1を熱酸化炉に投入して、900℃の温度で、20
0分程度熱することにより、シリコン基板1の表面に、
厚み300Å〜5000Å程度の熱酸化膜2を形成す
る。この熱酸化膜2の厚みが300Å以下の場合、シリ
コン基板1内においてリンの濃度分布のキンクが形成さ
れて望ましくない。また5000Å以上の厚みなると、
シリコン基板1内へのリンの拡散が阻止される。なお、
この膜は、熱酸化によって形成する酸化シリコン膜(S
iO2 )に限らず、CVD法などで形成する窒化シリコ
ン膜(SiNX )、あるいは酸化シリコン膜と窒化シリ
コン膜の二層構造のものでもよい。
基板1を熱酸化炉に投入して、900℃の温度で、20
0分程度熱することにより、シリコン基板1の表面に、
厚み300Å〜5000Å程度の熱酸化膜2を形成す
る。この熱酸化膜2の厚みが300Å以下の場合、シリ
コン基板1内においてリンの濃度分布のキンクが形成さ
れて望ましくない。また5000Å以上の厚みなると、
シリコン基板1内へのリンの拡散が阻止される。なお、
この膜は、熱酸化によって形成する酸化シリコン膜(S
iO2 )に限らず、CVD法などで形成する窒化シリコ
ン膜(SiNX )、あるいは酸化シリコン膜と窒化シリ
コン膜の二層構造のものでもよい。
【0010】次いで、同図(b)に示すように、拡散炉
中で、オキシ塩化リン(POCl3)を拡散源として、
900℃の温度で気相反応によりリン(P)を拡散し
て、シリコン基板1の表面にn層1aを形成する。この
場合、リンの濃度は1×1019〜1×1020ato
ms/cm-3になるような時間、具体的には30分程度
の間拡散する。
中で、オキシ塩化リン(POCl3)を拡散源として、
900℃の温度で気相反応によりリン(P)を拡散し
て、シリコン基板1の表面にn層1aを形成する。この
場合、リンの濃度は1×1019〜1×1020ato
ms/cm-3になるような時間、具体的には30分程度
の間拡散する。
【0011】この拡散後、同図(c)に示すように、熱
酸化膜2を、フッ酸と純水の1:3の混合溶液によりエ
ッチング除去すると共に、シリコン基板1の受光面側に
エッチングレジストを塗布して、フッ酸と硝酸の混合比
率が1:9なる混酸によりエッチングすることにより、
裏面と側面のn層を除去する。エッチングレジストを有
機溶剤により除去した後純水にて洗浄する。
酸化膜2を、フッ酸と純水の1:3の混合溶液によりエ
ッチング除去すると共に、シリコン基板1の受光面側に
エッチングレジストを塗布して、フッ酸と硝酸の混合比
率が1:9なる混酸によりエッチングすることにより、
裏面と側面のn層を除去する。エッチングレジストを有
機溶剤により除去した後純水にて洗浄する。
【0012】この後、同図(d)に示すように、シリコ
ン基板1の表面に窒化シリコン膜(Si3 N4 )から成
る反射防止膜3を基板温度250℃の条件により堆積す
る。
ン基板1の表面に窒化シリコン膜(Si3 N4 )から成
る反射防止膜3を基板温度250℃の条件により堆積す
る。
【0013】堆積に使用するガス及びその量は、シラン
(SiH4 )40cc/min、アンモニア(NH3 )
1000cc/minで、厚みは800Å程度である。
なお、この反射防止膜3を形成する前に、表面パシベー
ションのため、50Å以上の酸化シリコン(SiO2 )
を形成してもよい。
(SiH4 )40cc/min、アンモニア(NH3 )
1000cc/minで、厚みは800Å程度である。
なお、この反射防止膜3を形成する前に、表面パシベー
ションのため、50Å以上の酸化シリコン(SiO2 )
を形成してもよい。
【0014】このように堆積を行った反射防止膜3に、
同図(e)に示すように、電極を形成するために電極パ
ターンに相当する部分の反射防止膜を除去する目的で、
電極パターンの逆パターンを形づくるようにエッチング
レジストを塗布した後、フッ酸と純水の1:3の混合溶
液により露出した反射防止膜の部分3aをエッチングし
て除去する。反射防止膜をパターン抜きした後にエッチ
ングレジストを有機溶剤により除去する。
同図(e)に示すように、電極を形成するために電極パ
ターンに相当する部分の反射防止膜を除去する目的で、
電極パターンの逆パターンを形づくるようにエッチング
レジストを塗布した後、フッ酸と純水の1:3の混合溶
液により露出した反射防止膜の部分3aをエッチングし
て除去する。反射防止膜をパターン抜きした後にエッチ
ングレジストを有機溶剤により除去する。
【0015】この後、同図(f)に示すように、シリコ
ン基板1の裏面にアルミニウム(Al)粉末を主成分と
する電極ペースト4を印刷塗布後、焼成してp+ 層1b
を形成する。
ン基板1の裏面にアルミニウム(Al)粉末を主成分と
する電極ペースト4を印刷塗布後、焼成してp+ 層1b
を形成する。
【0016】次に、同図(g)に示すように、シリコン
基板1の表面及び裏面にAg粉末を主成分とするAgペ
ーストを印刷塗布し、焼成して電極5、6を形成する。
この印刷に際し、先に反射防止膜のパターン抜きを行っ
た部分に電極材料が印刷されるようにスクリーン印刷パ
ターンを調整する。最後に、Ag電極5、6を保護する
ため、半田溶液中に浸してAg電極5、6の上に半田被
覆層(不図示)を形成する。
基板1の表面及び裏面にAg粉末を主成分とするAgペ
ーストを印刷塗布し、焼成して電極5、6を形成する。
この印刷に際し、先に反射防止膜のパターン抜きを行っ
た部分に電極材料が印刷されるようにスクリーン印刷パ
ターンを調整する。最後に、Ag電極5、6を保護する
ため、半田溶液中に浸してAg電極5、6の上に半田被
覆層(不図示)を形成する。
【0017】上述のように形成した太陽電池素子のn層
1aの表面濃度と変換効率の関係を図2に示す。n層1
a内のリンの表面濃度が、1×1019〜9×1019/c
m-3の場合、変換効率も18.5%以上得られるが、リ
ンの表面濃度が9×1019/cm-3以上になると、変換
効率は、極端に低下する。なお、リンの表面濃度が1×
1019以下になると、n層1aの抵抗が大きくなるた
め、変換効率が低下する。
1aの表面濃度と変換効率の関係を図2に示す。n層1
a内のリンの表面濃度が、1×1019〜9×1019/c
m-3の場合、変換効率も18.5%以上得られるが、リ
ンの表面濃度が9×1019/cm-3以上になると、変換
効率は、極端に低下する。なお、リンの表面濃度が1×
1019以下になると、n層1aの抵抗が大きくなるた
め、変換効率が低下する。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る太陽電池素
子の製造方法によれば、半導体基板の一主面側に酸化膜
もしくは窒化膜を形成し、この酸化膜もしくは窒化膜上
から前記逆導電型不純物を拡散させ、しかる後この酸化
膜もしくは窒化膜を除去することから、酸化膜もしくは
窒化膜内に逆導電型不純物が多量に拡散され、半導体基
板内の濃度を低濃度にすることができる。もって、特性
の向上した太陽電池素子を得ることができる。また、酸
化膜もしくは窒化膜は、半導体基板とのエッチングの選
択性が得られ、この酸化膜もしくは窒化膜だけを容易に
エッチングすることができ、低濃度の逆導電型不純物層
を容易に形成することができる。
子の製造方法によれば、半導体基板の一主面側に酸化膜
もしくは窒化膜を形成し、この酸化膜もしくは窒化膜上
から前記逆導電型不純物を拡散させ、しかる後この酸化
膜もしくは窒化膜を除去することから、酸化膜もしくは
窒化膜内に逆導電型不純物が多量に拡散され、半導体基
板内の濃度を低濃度にすることができる。もって、特性
の向上した太陽電池素子を得ることができる。また、酸
化膜もしくは窒化膜は、半導体基板とのエッチングの選
択性が得られ、この酸化膜もしくは窒化膜だけを容易に
エッチングすることができ、低濃度の逆導電型不純物層
を容易に形成することができる。
【図1】本発明に係る太陽電池素子の製造方法を説明す
るための工程図である。
るための工程図である。
【図2】太陽電池素子のn層中のリンの表面濃度と変換
効率の関係を示す図である。
効率の関係を示す図である。
【図3】太陽電池素子の構造を示す断面図である。
【図4】シリコン基板の表面からの距離とリン濃度の関
係を示す図である。
係を示す図である。
1・・・半導体基板、1a・・・n層、1b・・・p
層、1c・・・p+ 層、2・・・酸化膜もしくは窒化
膜、3・・・反射防止膜、5・・・表面電極、6・・・
裏面電極。
層、1c・・・p+ 層、2・・・酸化膜もしくは窒化
膜、3・・・反射防止膜、5・・・表面電極、6・・・
裏面電極。
Claims (1)
- 【請求項1】 一導電型不純物を含有する半導体基板の
一主面側に、逆導電型不純物を拡散させて、この半導体
基板の表裏面に電極を形成する太陽電池素子の製造方法
において、前記半導体基板の一主面側に酸化膜もしくは
窒化膜を形成し、この酸化膜もしくは窒化膜上から前記
逆導電型不純物を拡散させ、しかる後この酸化膜もしく
は窒化膜を除去することを特徴とする太陽電池素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4293175A JP2873136B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 太陽電池素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4293175A JP2873136B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 太陽電池素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06151906A true JPH06151906A (ja) | 1994-05-31 |
JP2873136B2 JP2873136B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=17791387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4293175A Expired - Fee Related JP2873136B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 太陽電池素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2873136B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012160520A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 太陽電池及びその製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5272162A (en) * | 1975-12-12 | 1977-06-16 | Toshiba Corp | Production of semiconductor device |
JPS6028277A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-13 | Toshiba Corp | 太陽電池セルの製造方法 |
JPS60211907A (ja) * | 1984-04-06 | 1985-10-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | InP太陽電池の製造方法 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4293175A patent/JP2873136B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
JP2012160520A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 太陽電池及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2873136B2 (ja) | 1999-03-24 |
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