WO2010090090A1 - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device capable of stably forming a high concentration dopant diffusion layer and a low concentration dopant diffusion layer at desired positions.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, stabilizes the interval between a first conductivity type dopant diffusion layer and a second conductivity type dopant diffusion layer formed on the back surface of a semiconductor substrate at a predetermined fine interval.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that can be formed.
  • the present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device capable of stably forming a high concentration dopant diffusion layer and a low concentration dopant diffusion layer at a desired position.
  • solar cells there are various types of solar cells, such as those using compound semiconductors and those using organic materials, but currently, solar cells using silicon crystals are the mainstream.
  • the most manufactured and sold solar cells now have an n-electrode on the surface on which sunlight is incident (light-receiving surface) and a p-electrode on the surface opposite to the light-receiving surface (back surface). Have been manufactured.
  • Patent Document 1 a back electrode type solar cell in which no electrode is formed on the light receiving surface of the solar cell and an n electrode and a p electrode are formed only on the back surface. A method is disclosed.
  • a low-concentration n-type dopant source 101 and a high-concentration n-type dopant source 102 are formed on the back surface of the silicon substrate 100 opposite to the surface on which the texture structure 108 is formed.
  • the low-concentration p-type dopant source 103 and the high-concentration p-type dopant source 104 are formed by an inkjet method or a screen printing method.
  • the silicon substrate 100 is heat-treated to diffuse the n-type dopant from the low-concentration n-type dopant source 101 to the back surface of the silicon substrate 100 to a low concentration n.
  • the high-concentration n-type dopant diffusion layer 116 is formed, and the high-concentration n-type dopant diffusion layer 105 is formed by diffusing the high-concentration n-type dopant from the high-concentration n-type dopant source 102.
  • the low-concentration p-type dopant diffusion layer 115 is formed by diffusing the p-type dopant at a low concentration
  • the high-concentration p-type dopant diffusion layer 106 is formed by diffusing the p-type dopant from the high-concentration p-type dopant source 104 at a high concentration. It is supposed to form.
  • Patent Document 2 a method of manufacturing a back electrode type solar cell in which no electrode is formed on the light receiving surface of the solar cell and an n electrode and a p electrode are formed only on the back surface. Is disclosed.
  • a texture structure 201 is formed by texture-etching the surface of the silicon substrate 200.
  • an antireflection film 202 is formed on the texture structure 201 on the surface of the silicon substrate 200.
  • a silicon oxide film 205 is formed so as to cover the boron paste 203 and the phosphorus paste 204 on the back surface of the silicon substrate 200, respectively.
  • boron is diffused from the boron paste 203 on the back surface of the silicon substrate 200, and phosphorus is diffused from the phosphorus paste 204, thereby obtaining a silicon substrate.
  • a p + layer 206 and an n + layer 207 are formed on the back surface of the substrate 200.
  • a p-electrode in contact with the p + layer 206 and an n electrode in contact with the n + layer 207 are formed, and a back electrode type solar cell is manufactured.
  • a low concentration is present between the high concentration dopant diffusion layers of different conductivity types such as the high concentration n-type dopant diffusion layer 105 and the high concentration p-type dopant diffusion layer 106 on the back surface of the silicon substrate 100.
  • Recent research has shown that when low-concentration dopant diffusion layers such as the n-type dopant diffusion layer 116 and the low-concentration p-type dopant diffusion layer 115 are formed, a back-electrode solar cell having high characteristics can be obtained. ing.
  • the low-concentration n-type dopant source 101, the high-concentration n-type dopant source 102, the low-concentration p-type dopant source 103, and the high-concentration p-type dopant source 104 are subjected to an inkjet method or a screen. After the formation by the printing method, the silicon substrate 100 is heat-treated.
  • dopants of different conductivity types diffuse to each other by outdiffusion (external diffusion) of the dopant from the above-described dopant source during the heat treatment of the silicon substrate 100.
  • outdiffusion external diffusion
  • the low-concentration p-type dopant diffusion layer 115 cannot be stably formed at a desired position.
  • the formation positions of the p + layer 206 and the n + layer 207 are controlled by screen printing of the boron paste 203 and the phosphorus paste 204, respectively. Therefore, it is difficult to form a fine gap between the p + layer 206 and the n + layer 207.
  • the characteristics are improved as the distance between the p + layer and the n + layer on the back surface of the semiconductor substrate such as a silicon substrate is fine.
  • the characteristics of the back electrode type solar cell obtained by the described method are limited.
  • the above problems are not limited to the back electrode type solar cell, but are common to the entire semiconductor device including the solar cell such as the back electrode type solar cell.
  • an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of stably forming a high concentration dopant diffusion layer and a low concentration dopant diffusion layer at desired positions.
  • an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of stably forming a high concentration dopant diffusion layer and a low concentration dopant diffusion layer at a desired position.
  • the present invention includes a step of forming a diffusion suppression mask having an opening and a thick film portion on a surface of a semiconductor substrate, and a first conductivity type or a second conductivity type so as to cover at least a part of the surface of the diffusion suppression mask.
  • a step of applying a dopant diffusing agent containing a dopant a step of forming a high-concentration dopant diffusion layer by diffusing the dopant from the dopant diffusing agent to the surface of the semiconductor substrate through the opening of the diffusion suppression mask, and the dopant diffusing agent And forming a low-concentration dopant diffusion layer by diffusing the dopant into the surface of the semiconductor substrate through the thick film portion of the diffusion suppression mask.
  • the present invention covers a step of forming a diffusion suppression mask having a thin film portion and a thick film portion having a film thickness thicker than the thin film portion on the surface of the semiconductor substrate, and covers at least a part of the surface of the diffusion suppression mask.
  • a high concentration dopant by applying a dopant diffusing agent containing a dopant of the first conductivity type or the second conductivity type, and diffusing the dopant from the dopant diffusing agent to the surface of the semiconductor substrate through the thin film portion of the diffusion suppression mask.
  • a method for manufacturing a semiconductor device comprising: a step of forming a diffusion layer; and a step of forming a low-concentration dopant diffusion layer by diffusing a dopant from a dopant diffusing agent through a thick film portion of a diffusion suppression mask to the surface of a semiconductor substrate.
  • the present invention also includes a step of forming a diffusion suppression mask having an opening, a thin film portion, and a thick film portion having a thickness larger than the thin film portion on the surface of the semiconductor substrate, and at least one of the surfaces of the diffusion suppression mask.
  • a step of applying a dopant diffusing agent containing a dopant of the first conductivity type or the second conductivity type so as to cover the portion, and from the dopant diffusing agent to the surface of the semiconductor substrate through at least one of the opening of the diffusion suppression mask and the thin film portion Forming a high-concentration dopant diffusion layer by diffusing the dopant, and forming a low-concentration dopant diffusion layer by diffusing the dopant from the dopant diffusing agent to the surface of the semiconductor substrate through the thick film portion of the diffusion suppression mask;
  • the manufacturing method of the semiconductor device containing this.
  • the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention further includes a step of diffusing the dopant from the dopant-containing gas containing the dopant of the first conductivity type or the second conductivity type to the surface of the semiconductor substrate through the diffusion suppression mask. Is preferred.
  • the dopant concentration of a high concentration dopant diffusion layer is 1 * 10 ⁇ 19 > / cm ⁇ 3 > or more.
  • the dopant concentration of the low-concentration dopant diffusion layer is preferably 1 ⁇ 10 17 / cm 3 or more and less than 1 ⁇ 10 19 / cm 3 .
  • the present invention also includes a step of forming a diffusion suppression mask having an opening and a thick film portion on a surface of a semiconductor substrate, and a first conductivity type or a second conductivity so as to cover at least a part of the surface of the diffusion suppression mask. It is a manufacturing method of a semiconductor device including a step of applying a dopant diffusing agent containing a conductive dopant, and a step of diffusing the dopant from the dopant diffusing agent to the surface of the semiconductor substrate.
  • a dopant diffusion layer in the surface region of the semiconductor substrate corresponding to the opening of the diffusion suppression mask in the step of diffusing the dopant.
  • the present invention covers a step of forming a diffusion suppression mask having a thin film portion and a thick film portion having a film thickness thicker than the thin film portion on the surface of the semiconductor substrate, and covers at least a part of the surface of the diffusion suppression mask.
  • the manufacturing method of the semiconductor device including the step of applying the dopant diffusing agent containing the dopant of the first conductivity type or the second conductivity type and the step of diffusing the dopant from the dopant diffusing agent to the surface of the semiconductor substrate.
  • a dopant diffusion layer is formed in the surface region of the semiconductor substrate corresponding to the thin film portion of the diffusion suppression mask in the step of diffusing the dopant.
  • the present invention also includes a step of forming a diffusion suppression mask having an opening, a thin film portion, and a thick film portion having a thickness larger than the thin film portion on the surface of the semiconductor substrate, and at least one of the surfaces of the diffusion suppression mask.
  • a method for manufacturing a semiconductor device comprising: applying a dopant diffusing agent containing a first conductivity type or second conductivity type dopant so as to cover a portion; and diffusing the dopant from the dopant diffusing agent to the surface of the semiconductor substrate. It is.
  • a dopant diffusion layer in the surface region of the semiconductor substrate corresponding to the opening and the thin film portion of the diffusion suppression mask in the step of diffusing the dopant.
  • the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention preferably further includes a step of diffusing the dopant from the dopant-containing gas containing the first conductivity type or the second conductivity type dopant to the surface of the semiconductor substrate.
  • the thick film portion preferably has a thickness that prevents the dopant from reaching the surface of the semiconductor substrate.
  • the present invention provides a semiconductor substrate, a high concentration first conductivity type dopant diffusion layer, a high concentration second conductivity type dopant diffusion layer, and a low concentration first conductivity type formed on one surface side of the semiconductor substrate.
  • a dopant diffusion layer and a low concentration second conductivity type dopant diffusion layer wherein the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer and the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer are spaced apart from each other;
  • the concentration first conductivity type dopant diffusion layer is disposed adjacent to the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer, and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer is adjacent to the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer.
  • the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer But A semiconductor device which are in contact.
  • the step of forming the high-concentration dopant diffusion layer and the step of forming the low-concentration dopant diffusion layer may or may not be performed simultaneously. May be.
  • the order of the steps of forming the high concentration dopant diffusion layer and the step of forming the low concentration dopant diffusion layer is not particularly limited.
  • the present invention it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of stably forming a high-concentration dopant diffusion layer and a low-concentration dopant diffusion layer at desired positions.
  • the interval between the first conductivity type dopant diffusion layer and the second conductivity type dopant diffusion layer formed on the back surface of the semiconductor substrate can be stably formed at a predetermined fine interval.
  • a method of manufacturing a semiconductor device that can be provided can be provided.
  • a semiconductor device capable of stably forming a high concentration dopant diffusion layer and a low concentration dopant diffusion layer at a desired position can be provided.
  • (A)-(j) is typical sectional drawing illustrating an example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. It is a typical top view of the back surface of the back electrode type solar cell produced by the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(j) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(j) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(j) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(k) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(f) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(c) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(d) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(d) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(j) is typical sectional drawing illustrating an example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention. It is a typical top view of the back surface of the back electrode type solar cell produced by an example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(j) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(j) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(j) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(k) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • FIG. (A)-(c) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(d) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A)-(d) is typical sectional drawing illustrating another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell which is an example of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention.
  • (A) And (b) is typical sectional drawing illustrating the manufacturing method of the back electrode type solar cell of patent document 1.
  • FIG. (A)-(e) is typical sectional drawing illustrating the manufacturing method of the back electrode type solar cell of patent document 2.
  • the semiconductor substrate 1 is not particularly limited as long as it is a substrate made of a semiconductor.
  • a silicon substrate obtained by slicing from a silicon ingot can be used.
  • the conductivity type of the semiconductor substrate 1 is not particularly limited, and may have an n-type conductivity type, a p-type conductivity type, or any of n-type and p-type conductivity types. May not be included.
  • a silicon substrate from which slice damage caused by slicing a silicon ingot is removed may be used.
  • the removal of the slice damage can be performed, for example, by etching the surface of the silicon substrate after slicing with a mixed acid of hydrogen fluoride aqueous solution and nitric acid or an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide.
  • the size and shape of the semiconductor substrate 1 are not particularly limited.
  • the semiconductor substrate 1 may have a rectangular surface with a thickness of 100 ⁇ m to 300 ⁇ m and a side length of 100 mm to 200 mm. .
  • a diffusion suppression mask 2 is formed on one surface of the semiconductor substrate 1.
  • the diffusion suppression mask 2 includes an opening 2b having no film thickness and a thick film portion 2a having a film thickness.
  • the thickness of the thick film portion 2a of the diffusion suppressing mask 2 is such that the first-conductivity-type dopant or the second-conductivity-type dopant can diffuse through the thick film portion 2a to form a low-concentration dopant diffusion layer described later. If it does not specifically limit.
  • the diffusion suppression mask 2 (in this embodiment, the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2)
  • a masking paste having an opening in a portion corresponding to the formation portion of the opening 2b on the surface of the semiconductor substrate 1 is used. After the application, the masking paste can be fired.
  • a coating method of the masking paste for example, spray coating, coating using a dispenser, ink jet coating, screen printing, letterpress printing, intaglio printing, or lithographic printing can be used.
  • the thing containing a solvent, a thickener, a silicon oxide precursor, and / or a titanium oxide precursor etc. can be used, for example.
  • the thing which does not contain a thickener can also be used.
  • ethyl cellulose polyvinyl pyrrolidone or a mixture of both as thickeners, but various quality and properties of bentonite, generally inorganic rheological additives for various polar solvent mixtures, nitrocellulose and other Cellulose compounds, starch, gelatin, alginic acid, highly dispersible amorphous silicic acid (Aerosil®), polyvinyl butyral (Mowital®), sodium carboxymethylcellulose (vivistar), thermoplastic polyamide resin (Eurelon®) Trademark)), organic castor oil derivative (Thixin R (registered trademark)), diamide wax (Thixatrol plus (registered trademark)), swollen polyacrylate (Rheolate (registered trademark)), polyester Tel urea - polyurethane, polyether - polyol like can also be used.
  • bentonite generally inorganic rheological additives for various polar solvent mixtures, nitrocellulose and other Cellulose compounds, starch, gelatin,
  • silicon oxide precursor examples include a general formula R ′ n Si (OR) 4 -n such as TEOS (tetraethylorthosilicate), where R ′ is methyl, ethyl or phenyl, R is methyl, ethyl, n- A material represented by propyl or i-propyl, n is 0, 1 or 2) can be used.
  • TEOS tetraethylorthosilicate
  • titanium oxide precursor examples include, in addition to Ti (OH) 4 , a substance represented by R ′ n Ti (OR) 4-n such as TPT (tetraisopropoxy titanium) (R ′ is methyl, ethyl).
  • R ′ is methyl, ethyl
  • phenyl, R is methyl, ethyl, n-propyl or i-propyl, n is 0, 1 or 2)
  • TiCl 4 , TiF 4 , TiOSO 4 and the like are also included.
  • the diffusion suppression mask 2 for example, a silicon oxide film or silicon nitride is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like.
  • a film, a titanium oxide film, or an aluminum oxide film can be formed by forming a single layer or a multilayered film and then removing part of the film. The removal of a part of the film made of the above-mentioned material is performed by, for example, forming a resist pattern having an opening on the surface of the above-described film using a photolithography technique on the surface of the above-described film.
  • etching paste for example, a material containing phosphoric acid as an etching component and water, an organic solvent and a thickener as components other than the etching component can be used.
  • organic solvent for example, at least one kind of alcohol such as ethylene glycol, ether such as ethylene glycol monobutyl ether, ester such as propylene carbonate, or ketone such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used.
  • a thickener at least 1 sort (s), such as a polymer which polymerized vinyl groups, such as polyamide resin, such as a cellulose, ethylcellulose, a cellulose derivative, nylon 6, or polyvinylpyrrolidone, can be used, for example.
  • the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant containing a 1st conductivity type dopant are covered so that the diffusion suppression mask 2 of the surface of the semiconductor substrate 1 may be covered.
  • the contained second conductivity type dopant diffusing agent 4 is applied.
  • a coating method of the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 for example, spray coating, coating using a dispenser, inkjet coating, screen printing, letterpress printing, intaglio printing, or Lithographic printing or the like can be used.
  • the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 what contains a 1st conductivity type dopant source can be used, and when a 1st conductivity type is n type as a 1st conductivity type dopant source, a compound containing a phosphorus atom such as phosphate, phosphorus oxide, diphosphorus pentoxide, phosphoric acid or an organic phosphorus compound can be used alone or in combination of two or more, and the first conductivity type is p-type.
  • boron oxide, boric acid, organoboron compound, boron-aluminum compound, organoaluminum compound or a compound containing boron atom and / or aluminum atom such as aluminum salt alone or in combination of two or more Can be used.
  • the second conductivity type dopant diffusing agent 4 one containing a second conductivity type dopant source can be used, and as the second conductivity type dopant source, when the second conductivity type is p-type,
  • compounds containing boron atoms and / or aluminum atoms such as boron oxide, boric acid, organoboron compounds, boron-aluminum compounds, organoaluminum compounds or aluminum salts can be used alone or in combination of two or more.
  • the second conductivity type is n-type
  • a compound containing a phosphorus atom such as phosphate, phosphorus oxide, diphosphorus pentoxide, phosphoric acid or an organic phosphorus compound alone or in combination of two or more Can be used.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 may each contain a solvent and a thickener.
  • a solvent and a thickener that can be included in the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 respectively, for example, in the above, as a solvent and a thickener that can be included in the masking paste What was demonstrated can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated to diffuse the first conductivity type dopant from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1, thereby increasing the first concentration.
  • the conductive dopant diffusion layer 5 and the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 are formed, and the second conductivity type dopant is diffused from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 to obtain the second high concentration second.
  • the conductive type dopant diffusion layer 6 and the low concentration second conductive type dopant diffusion layer 17 are formed.
  • the first conductivity type dopant diffuses from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2.
  • a conductive dopant diffusion layer 5 is formed, and the first conductive dopant is diffused from the first conductive dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2 to thereby reduce the first conductive concentration.
  • a type dopant diffusion layer 16 is formed. Needless to say, the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 has a higher first conductivity type dopant concentration than the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16.
  • the second conductivity type dopant diffuses from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the high concentration second conductivity.
  • the low-concentration second conductivity type is formed by diffusing the second conductivity-type dopant on the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity-type dopant diffusing agent 4 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • a dopant diffusion layer 17 is formed.
  • the high-concentration second-conductivity-type dopant diffusion layer 6 has a higher second-conductivity-type dopant concentration than the low-concentration second-conductivity-type dopant diffusion layer 17.
  • the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant are respectively transmitted from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 through the diffusion suppression mask 2 having the opening 2b and the thick film portion 2a. Since it is diffused, the amount of dopant that passes through the opening 2b and diffuses to the surface of the semiconductor substrate 1 can be made larger than the amount of dopant that diffuses to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a.
  • a high concentration dopant diffusion layer (high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6) is formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the opening 2b of the diffusion suppression mask 2.
  • a low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and a low concentration second conductivity type dopant diffusion layer). 17 will be formed.
  • the semiconductor substrate 1 is, for example, 20 at a temperature of 850 ° C. to 1000 ° C. It can be heated for not less than 50 minutes and not more than 50 minutes.
  • the diffusion suppression mask 2, the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1 are removed. Thereby, on the surface of the semiconductor substrate 1, the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5, the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6, the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16, and the low concentration second conductivity type dopant. Each surface of the diffusion layer 17 is exposed.
  • the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6, the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 of the semiconductor substrate 1 and A passivation film 7 is formed on the surface where the low-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17 is exposed.
  • the passivation film 7 for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked body of a silicon oxide film and a silicon nitride film formed by a plasma CVD method or the like can be used.
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the side where the passivation film 7 is formed.
  • the texture structure 8 can be formed, for example, by etching the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the surface of the semiconductor substrate 1 is etched using, for example, a solution obtained by adding isopropyl alcohol to an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, for example, 70 ° C. or higher and 80 ° C. or lower.
  • the etching can be performed by etching the surface of the semiconductor substrate 1 using an etching solution heated to a high temperature.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the antireflection film 9 for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked body of a silicon oxide film and a silicon nitride film formed by a plasma CVD method or the like can be used.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration are formed from the contact hole. Each surface of the second conductivity type dopant diffusion layer 6 is exposed.
  • the contact hole is formed by, for example, etching the passivation film 7 from the opening of the resist pattern after forming a resist pattern having an opening on the passivation film 7 at a portion corresponding to the location where the contact hole is formed using photolithography technology. It can be formed by a method of removing the passivation film 7 by etching, or a method of etching and removing the passivation film 7 by applying an etching paste to the portion of the passivation film 7 corresponding to the contact hole forming portion and then heating. In addition, as an etching paste, the thing similar to the etching paste demonstrated above can be used.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 through the contact hole, and the high concentration second conductivity type dopant.
  • a second conductivity type electrode 11 electrically connected to the diffusion layer 6 is formed.
  • first conductivity type electrode 10 and the second conductivity type electrode 11 for example, electrodes made of metal such as silver can be used.
  • a back electrode type solar cell can be produced by the method for manufacturing a solar cell in the present embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the back surface of the back electrode type solar cell produced by the solar cell manufacturing method in the present embodiment.
  • a plurality of strip-shaped first conductivity type electrodes 10 and a plurality of strip-shaped second conductivity type electrodes 11 are alternately arranged one by one. All the first conductivity type electrodes 10 are arranged at intervals, and all the first conductivity type electrodes 10 are electrically connected to one strip-shaped first conductivity type current collecting electrode 10a. 11 is electrically connected to one strip-shaped second-conductivity-type collecting electrode 11a.
  • two circular alignment marks 20 are respectively arranged on the back surface of the semiconductor substrate 1 diagonally with respect to the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • a high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 is disposed below each of the plurality of strip-shaped first conductivity type electrodes 10, and the plurality of strip-shaped second conductivity type electrodes. 11, the high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 is disposed below each of the shapes of the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6.
  • the size is not particularly limited.
  • the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 are formed in a strip shape along each of the first conductivity type electrode 10 and the second conductivity type electrode 11.
  • the first conductive type electrode 10 and the second conductive type electrode 11 may be formed in a dot shape in contact with each part.
  • one high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and one high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 are provided on the semiconductor substrate 1.
  • a plurality of high-concentration first conductivity type dopant diffusion layers 5 and a plurality of high-concentration second conductivity type dopant diffusion layers 6 may be formed. Needless to say.
  • a diffusion suppression mask 2 having a thick film portion 2a and an opening 2b and a dopant diffusing agent (first conductivity type dopant diffusing agent 3 and second By installing the conductive dopant diffusing agent 4), a high concentration dopant diffusion layer (high concentration first conductive type dopant diffusion layer 5 and high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6) and a low concentration dopant diffusion layer (low concentration first layer).
  • the conductivity type dopant diffusion layer 16 and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17) are formed at desired positions.
  • the out-diffused dopant is present at different locations on the surface of the semiconductor substrate 1. Since the diffusion can be effectively suppressed by the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, the high-concentration dopant diffusion layer and the low-concentration dopant diffusion layer are formed in a desired manner as compared with the method described in Patent Document 1. It can be stably formed at the position.
  • patterning (diffusion) of the diffusion suppression mask 2 for forming the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 is performed. It is not necessary to carry out the step (formation of the opening 2b of the suppression mask 2) once each time when forming the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 (two times in total). Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • the first conductivity type may be either n-type or p-type
  • the second conductivity type may be a conductivity type opposite to the first conductivity type. That is, when the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and when the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type.
  • the first conductivity type is p-type
  • a p-type dopant such as boron or aluminum
  • the first conductivity type is n-type
  • an n-type dopant such as phosphorus can be used.
  • an n-type dopant such as phosphorus can be used as the second conductivity type dopant
  • a p-type dopant such as boron or aluminum can be used.
  • the dopant concentration of the high concentration dopant diffusion layer (the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6) is set to 1 ⁇ . It is preferable to be 10 19 / cm 3 or more.
  • the dopant concentration of the low concentration dopant diffusion layer (the low concentration first conductive type dopant diffusion layer 16 and the low concentration second conductive type dopant diffusion layer 17) is set to 1 ⁇ . is preferably set to 10 17 / cm 3 or more 1 ⁇ 10 19 / cm less than 3, and more preferably set to 5 ⁇ 10 17 / cm 3 or more 1 ⁇ 10 18 / cm 3 or less.
  • the present embodiment is characterized in that the diffusion suppression mask 2 includes an opening 2b, a thin film portion 2c, and a thick film portion 2a having a thickness larger than that of the thin film portion 2c. Others are the same as in the first embodiment.
  • one high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and one high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 are provided on the semiconductor substrate 1.
  • a plurality of high concentration first conductivity type dopant diffusion layers 5 and a plurality of high concentration second conductivity type dopant diffusion layers 6 may be formed. Needless to say.
  • a semiconductor substrate 1 is prepared, and subsequently, as shown in FIG. 3B, an opening 2b, a thin film portion 2c, and a thin film are formed on a part of the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a diffusion suppression mask 2 having a thick film portion 2a having a thickness larger than that of the portion 2c is formed.
  • diffusion suppression mask 2 in the present embodiment can be formed, for example, by the same method as diffusion suppression mask 2 in the first embodiment.
  • the thick film portion 2a and the thin film portion 2c of the diffusion suppression mask 2 can be formed by changing the coating thickness of the masking paste, for example, by applying the masking paste in layers by inkjet coating or the like. is there.
  • the film thickness of the thin film portion 2c of the diffusion suppressing mask 2 is such that the dopant of the first conductivity type or the second conductivity type can diffuse through the thin film portion 2c to form a high-concentration dopant diffusion layer described later. If it does not specifically limit.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant containing the first conductivity type dopant are covered so as to cover the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the contained second conductivity type dopant diffusing agent 4 is applied.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 is formed at a position corresponding to the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2
  • the second conductivity type dopant diffusing agent 4 is formed on the thin film portion 2 c of the diffusion suppression mask 2.
  • it forms in the corresponding position it is not limited to this structure, For example, you may replace the formation position of the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant diffusing agent 4.
  • coating of the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant diffusing agent 4 in this Embodiment is the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant diffusing agent in Embodiment 1, for example. 4 can be applied by the same method.
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated, so that the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 are subjected to the first conductive on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the low-concentration first conductive-type dopant diffusion layer 16, the high-concentration first-conductivity-type dopant diffusion layer 5, the low-concentration second-conductivity-type dopant diffusion layer 17 and the high-concentration first A two-conductivity type dopant diffusion layer 6 is formed.
  • the first conductivity type dopant diffuses from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2.
  • a conductive dopant diffusion layer 5 is formed, and the first conductive dopant is diffused from the first conductive dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2 to thereby reduce the first conductive concentration.
  • a type dopant diffusion layer 16 is formed.
  • the second conductivity type dopant is diffused from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thin film portion 2 c of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the high concentration second conductivity.
  • the low-concentration second conductivity type is formed by diffusing the second conductivity-type dopant on the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity-type dopant diffusing agent 4 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • a dopant diffusion layer 17 is formed.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type are passed through the diffusion suppression mask 2 having the opening 2b, the thin film portion 2c, and the thick film portion 2a having a thickness larger than the thin film portion 2c. Since the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant are respectively diffused from the dopant diffusing agent 4, the amount of the dopant that passes through the opening 2 b and the thin film portion 2 c and diffuses to the surface of the semiconductor substrate 1 is a thick film portion. More than the amount of dopant that diffuses to the surface of the semiconductor substrate 1 through 2a.
  • the high concentration dopant diffusion layer (the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration dopant diffusion layer 5 and the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the opening 2b and the thin film portion 2c of the diffusion suppression mask 2).
  • a high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6) is formed, and a low concentration dopant diffusion layer (low concentration first conductivity type dopant diffusion layer) is formed on the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2. 16 and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17).
  • the semiconductor substrate 1 is removed by removing the diffusion suppression mask 2, the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1. 1 on the surface of the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5, the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6, the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16, and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17. To expose each.
  • the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 the high-concentration second conductivity-type dopant diffusion layer 6, the low-concentration first conductivity-type dopant diffusion layer 16 of the semiconductor substrate 1 and A passivation film 7 is formed on the surface where the low-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17 is exposed.
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the formation side of the passivation film 7.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration are formed from the contact hole. Each surface of the second conductivity type dopant diffusion layer 6 is exposed.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 through the contact hole, and the high concentration second conductivity type dopant.
  • a second conductivity type electrode 11 electrically connected to the diffusion layer 6 is formed.
  • a back electrode type solar cell can be produced by the method for manufacturing a solar cell in the present embodiment.
  • a diffusion suppression mask 2 having an opening 2b, a thin film portion 2c, and a thick film portion 2a and a dopant diffusing agent (first conductivity type dopant diffusing agent) 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4), a high concentration dopant diffusion layer (high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6) and a low concentration dopant diffusion layer ( The low-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and the low-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17) are formed at desired positions.
  • the out-diffusion dopant is in different places on the surface of the semiconductor substrate 1. Since the diffusion can be effectively suppressed by the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, the high-concentration dopant diffusion layer and the low-concentration dopant diffusion layer are formed in a desired manner as compared with the method described in Patent Document 1. It can be stably formed at the position.
  • patterning (diffusion) of the diffusion suppression mask 2 for forming the high concentration first conductive type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second conductive type dopant diffusion layer 6 is also performed.
  • the step of forming the opening 2b and the thin film portion 2c of the suppression mask 2 is performed once each time when forming the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 (two times in total). Since it is not necessary to carry out, the manufacturing process can be simplified.
  • the thin film portion 2c Since it is possible to adjust the diffusion of the dopant, the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5, the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6, the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and the low concentration second concentration.
  • the doping profile (dopant concentration distribution) of the conductive dopant diffusion layer 17 can be made more suitable.
  • the present embodiment is characterized in that the diffusion suppression mask 2 includes a thin film portion 2c and a thick film portion 2a having a thickness larger than that of the thin film portion 2c. The rest is the same as in the first and second embodiments.
  • one high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and one high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 are provided on the semiconductor substrate 1.
  • a plurality of high concentration first conductivity type dopant diffusion layers 5 and a plurality of high concentration second conductivity type dopant diffusion layers 6 may be formed. Needless to say.
  • a semiconductor substrate 1 is prepared, and then, as shown in FIG. 4B, a portion of the surface of the semiconductor substrate 1 is formed on the surface of the thin film portion 2c and the thin film portion 2c.
  • a diffusion suppression mask 2 having a thick film portion 2a having a thick film thickness is formed. Note that diffusion suppression mask 2 in the present embodiment can be formed, for example, by the same method as diffusion suppression mask 2 in the first and second embodiments.
  • the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant containing a 1st conductivity type dopant are covered so that the diffusion suppression mask 2 of the surface of the semiconductor substrate 1 may be covered.
  • the contained second conductivity type dopant diffusing agent 4 is applied.
  • coating of the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant diffusing agent 4 in this Embodiment is the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and 2nd in Embodiment 1 and Embodiment 2, for example. It can apply
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated, so that the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 are each subjected to the first conductivity on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the low-concentration first conductive-type dopant diffusion layer 16, the high-concentration first conductive-type dopant diffusion layer 5, the low-concentration second-conductivity-type dopant diffusion layer 17 and the high-concentration first A two-conductivity type dopant diffusion layer 6 is formed.
  • the first conductivity type dopant diffuses from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thin film portion 2 c of the diffusion suppression mask 2.
  • a conductive dopant diffusion layer 5 is formed, and the first conductive dopant is diffused from the first conductive dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2 to thereby reduce the first conductive concentration.
  • a type dopant diffusion layer 16 is formed.
  • the second conductivity type dopant is diffused from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thin film portion 2 c of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the high concentration second conductivity.
  • the low-concentration second conductivity type is formed by diffusing the second conductivity-type dopant on the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity-type dopant diffusing agent 4 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • a dopant diffusion layer 17 is formed.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 are passed through the diffusion suppression mask 2 having the thin film portion 2c and the thick film portion 2a having a thickness larger than the thin film portion 2c. Since the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant respectively diffuse from the first to second layers, the amount of the dopant that passes through the thin film portion 2c and diffuses to the surface of the semiconductor substrate 1 diffuses to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a. More than the amount of dopant to be.
  • the high concentration dopant diffusion layer (the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second layer is formed on the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the thin film portion 2c of the diffusion suppression mask 2.
  • a conductive dopant diffusion layer 6) is formed, and a low concentration dopant diffusion layer (a low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and a low concentration is formed on the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2).
  • a second conductivity type dopant diffusion layer 17 will be formed.
  • the semiconductor substrate 1 is removed by removing the diffusion suppression mask 2, the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1. 1 on the surface of the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5, the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6, the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16, and the surface of the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17. To expose each.
  • the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 the high-concentration second conductivity-type dopant diffusion layer 6, the low-concentration first conductivity-type dopant diffusion layer 16 of the semiconductor substrate 1 and A passivation film 7 is formed on the surface where the low-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17 is exposed.
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the side where the passivation film 7 is formed.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high Each surface of the second conductivity type dopant diffusion layer 6 is exposed.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 through the contact hole, and the high concentration second conductivity type dopant.
  • a second conductivity type electrode 11 electrically connected to the diffusion layer 6 is formed.
  • a back electrode type solar cell can be produced by the method for manufacturing a solar cell in the present embodiment.
  • a diffusion suppression mask 2 having a thin film portion 2c and a thick film portion 2a and a dopant diffusing agent (first conductivity type dopant diffusing agent 3 and second By installing the conductive dopant diffusing agent 4), a high concentration dopant diffusion layer (high concentration first conductive type dopant diffusion layer 5 and high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6) and a low concentration dopant diffusion layer (low concentration first layer).
  • the conductivity type dopant diffusion layer 16 and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17) are formed at desired positions.
  • the out-diffusion dopant is in different places on the surface of the semiconductor substrate 1. Since the diffusion can be effectively suppressed by the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, the high-concentration dopant diffusion layer and the low-concentration dopant diffusion layer are formed in a desired manner as compared with the method described in Patent Document 1. It can be stably formed at the position.
  • patterning (diffusion) of the diffusion suppression mask 2 for forming the high concentration first conductive type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second conductive type dopant diffusion layer 6 is also performed. It is not necessary to perform the step (formation of the thin film portion 2c of the suppression mask 2) once each time when forming the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 (two times in total). Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • the diffusion of the first conductivity type dopant on the surface of the semiconductor substrate is replaced with the coating diffusion by the first conductivity type dopant diffusing agent, and the gas phase by the first conductivity type dopant-containing gas containing the first conductivity type dopant. It is characterized by being performed by diffusion.
  • 5A to 5J also, for convenience of explanation, one high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and one high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 are provided on the semiconductor substrate 1.
  • a plurality of high concentration first conductivity type dopant diffusion layers 5 and a plurality of high concentration second conductivity type dopant diffusion layers 6 may be formed. Needless to say.
  • a semiconductor substrate 1 is prepared.
  • an opening 2b and a thick film portion 2a are formed in a part of the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a diffusion suppression mask 2 having the following is formed.
  • the diffusion suppression mask 2 can be formed by the same method as in the first to third embodiments.
  • a second conductivity type dopant diffusing agent 4 containing a second conductivity type dopant is applied so as to cover a part of the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated to diffuse the second conductivity type dopant from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1, thereby reducing the concentration of the low concentration first dopant.
  • the second conductivity type dopant diffusion layer 17 and the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 are formed, and the first conductivity type dopant is diffused on the surface of the semiconductor substrate 1 by flowing the first conductivity type dopant containing gas 15.
  • the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 are formed.
  • the diffusion process of the first conductivity type dopant using the first conductivity type dopant-containing gas 15 may be performed in the same process as the diffusion process of the second conductivity type dopant, immediately before the diffusion process of the second conductivity type dopant. And / or may be performed immediately after.
  • the first conductivity type dopant is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 from the first conductivity type dopant-containing gas 15 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2. Is diffused to form a high-concentration first-conductivity-type dopant diffusion layer 5, and the first-conductivity-type dopant is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 from the first-conductivity-type dopant-containing gas 15 through the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2. By diffusing, the low-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 is formed.
  • the second conductivity type dopant diffuses from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the high concentration second conductivity.
  • the low-concentration second conductivity type is formed by diffusing the second conductivity-type dopant on the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity-type dopant diffusing agent 4 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • a dopant diffusion layer 17 is formed.
  • the high concentration dopant diffusion layer (the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second layer is formed on the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the opening 2b of the diffusion suppression mask 2.
  • a conductive dopant diffusion layer 6) is formed, and a low concentration dopant diffusion layer (a low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and a low concentration is formed on the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2).
  • a second conductivity type dopant diffusion layer 17 will be formed.
  • the first conductivity type dopant-containing gas 15 when the first conductivity type is p-type, for example, a gas containing a p-type dopant such as boron such as BBr 3 can be used.
  • a gas containing an n-type dopant such as phosphorus such as POCl 3 can be used.
  • a high-concentration first concentration is formed on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the surfaces of the conductivity type dopant diffusion layer 5, the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6, the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17 are exposed.
  • the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6, the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 of the semiconductor substrate 1, and A passivation film 7 is formed on the surface where the low-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17 is exposed.
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the side where the passivation film 7 is formed.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high Each surface of the second conductivity type dopant diffusion layer 6 is exposed.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 through the contact hole, and the high concentration second conductivity type dopant.
  • a second conductivity type electrode 11 electrically connected to the diffusion layer 6 is formed.
  • a back electrode type solar cell can be produced by the method for manufacturing a solar cell in the present embodiment.
  • a diffusion suppression mask 2 having an opening 2b and a thick film portion 2a, a dopant diffusing agent (second conductivity type dopant diffusing agent 4) And high-concentration dopant diffusion layers (high-concentration first-conductivity-type dopant diffusion layer 5 and high-concentration second-conductivity-type dopant diffusion layer 6) and low-concentration by gas phase diffusion using the first-conductivity-type dopant-containing gas 15
  • the dopant diffusion layer (the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17) is formed at a desired position.
  • the out-diffusion dopant is in different places on the surface of the semiconductor substrate 1. Since the diffusion can be effectively suppressed by the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, the high-concentration dopant diffusion layer and the low-concentration dopant diffusion layer are formed in a desired manner as compared with the method described in Patent Document 1. It can be stably formed at the position.
  • patterning (diffusion) of the diffusion suppression mask 2 for forming the high concentration first conductive type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second conductive type dopant diffusion layer 6 is also performed. Since the step of forming the opening 2b of the suppression mask 2 can be performed at a time, the manufacturing process can be simplified.
  • the gas phase diffusion of the first conductivity type dopant by the first conductivity type dopant-containing gas 15 including the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant by the second conductivity type dopant diffusing agent 4 are performed.
  • the coating diffusion is performed, the first conductivity type and the second conductivity type are interchanged, and the second conductivity type dopant vapor phase diffusion and the first conductivity type dopant-containing gas containing the second conductivity type dopant are included.
  • Application diffusion of the first conductivity type dopant with a conductivity type dopant diffusing agent may be performed.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 is applied so as to cover the diffusion suppression mask 2 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4. It is said.
  • 6A to 6K for convenience of explanation, one high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and one high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 are provided on the semiconductor substrate 1.
  • a plurality of high concentration first conductivity type dopant diffusion layers 5 and a plurality of high concentration second conductivity type dopant diffusion layers 6 may be formed. Needless to say.
  • a semiconductor substrate 1 is prepared, and subsequently, as shown in FIG. 6B, an opening 2b and a thick film portion 2a are formed in a part of the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a diffusion suppression mask 2 having the following is formed.
  • the diffusion suppression mask 2 can be formed by the same method as in the first to fourth embodiments.
  • a second conductivity type dopant diffusing agent 4 containing a second conductivity type dopant is applied so as to cover a part of the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the first conductivity containing the first conductivity type dopant so as to cover a part of the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4.
  • a type dopant diffusing agent 3 is applied.
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated, so that the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 are respectively supplied to the surface of the semiconductor substrate 1 from the first conductive type.
  • the low-concentration first conductive-type dopant diffusion layer 16, the high-concentration first conductive-type dopant diffusion layer 5, the low-concentration second-conductivity-type dopant diffusion layer 17 and the high-concentration first A two-conductivity type dopant diffusion layer 6 is formed.
  • the first conductivity type dopant diffuses from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2.
  • a conductive dopant diffusion layer 5 is formed, and the first conductive dopant is diffused from the first conductive dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2 to thereby reduce the first conductive concentration.
  • a type dopant diffusion layer 16 is formed.
  • the second conductivity type dopant diffuses from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the high concentration second conductivity.
  • the low-concentration second conductivity type is formed by diffusing the second conductivity-type dopant on the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity-type dopant diffusing agent 4 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • a dopant diffusion layer 17 is formed.
  • the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant second agent 4 and the second conductivity type dopant diffuser 4 are respectively transmitted through the diffusion suppression mask 2 having the opening 2b and the thick film portion 2a. Since each of the conductive dopants diffuses, the amount of the dopant that passes through the opening 2b and diffuses to the surface of the semiconductor substrate 1 is larger than the amount of the dopant that diffuses to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a.
  • the high concentration dopant diffusion layer (the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration second layer is formed on the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the opening 2b of the diffusion suppression mask 2.
  • a conductive dopant diffusion layer 6) is formed, and a low concentration dopant diffusion layer (a low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16 and a low concentration is formed on the surface region of the semiconductor substrate 1 corresponding to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2).
  • a second conductivity type dopant diffusion layer 17 will be formed.
  • the semiconductor substrate 1 is removed by removing the diffusion suppression mask 2, the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1. 1 on the surface of the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5, the high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6, the low concentration first conductivity type dopant diffusion layer 16, and the surface of the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17. To expose each.
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the side where the passivation film 7 is formed.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high concentration are formed from the contact hole. Each surface of the second conductivity type dopant diffusion layer 6 is exposed.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the high concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 through the contact hole, and the high concentration second conductivity type dopant.
  • a second conductivity type electrode 11 electrically connected to the diffusion layer 6 is formed.
  • a back electrode type solar cell can be produced by the method for manufacturing a solar cell in the present embodiment.
  • a diffusion suppression mask 2 having an opening 2b and a thick film portion 2a and a dopant diffusing agent (first conductivity type dopant diffusing agent 3 and second By installing the conductive dopant diffusing agent 4), a high concentration dopant diffusion layer (high concentration first conductive type dopant diffusion layer 5 and high concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6) and a low concentration dopant diffusion layer (low concentration first layer).
  • the conductivity type dopant diffusion layer 16 and the low concentration second conductivity type dopant diffusion layer 17) are formed at desired positions.
  • patterning (diffusion suppression mask) of diffusion suppression mask 2 for forming high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 No. 2 opening 2b) is not required to be performed once for each of the high-concentration first conductivity type dopant diffusion layer 5 and the high-concentration second conductivity type dopant diffusion layer 6 (two times in total). The process can be simplified.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 is applied so as to cover the diffusion suppression mask 2 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4.
  • the first conductivity type and the second conductivity type are applied.
  • the second conductivity type dopant diffusing agent 4 may be applied so as to cover the diffusion suppression mask 2 and the first conductivity type dopant diffusing agent 3.
  • the present embodiment is characterized in that a solar cell having a structure in which electrodes are provided on the light receiving surface and the back surface of a semiconductor substrate, not a back electrode type solar cell, is produced.
  • a p-type semiconductor substrate 71 is prepared. Subsequently, as shown in FIG. 7B, an opening 2b and a thick film portion 2a are formed on the surface of the p-type semiconductor substrate 71. Is formed.
  • the diffusion suppression mask 2 can be formed in the same manner as in the first to fifth embodiments.
  • an n-type dopant diffusing agent 72 containing an n-type dopant such as phosphorus is applied so as to cover the diffusion suppression mask 2 on the surface of the p-type semiconductor substrate 71.
  • a coating method of the n-type dopant diffusing agent 72 for example, spray coating, coating using a dispenser, inkjet coating, screen printing, letterpress printing, intaglio printing, or lithographic printing can be used.
  • the p-type semiconductor substrate 71 is heat-treated to diffuse the n-type dopant from the n-type dopant diffusing agent 72 to the surface of the p-type semiconductor substrate 71.
  • a low concentration n-type dopant diffusion layer 76 and a high concentration n-type dopant diffusion layer 75 are formed on the surface of the substrate 71, respectively.
  • the n-type dopant diffuses from the n-type dopant diffusing agent 72 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 to the surface of the p-type semiconductor substrate 71, thereby causing high concentration n-type.
  • the dopant diffusion layer 75 is formed, and the low-concentration n-type dopant diffusion layer 76 is formed by diffusing the n-type dopant from the n-type dopant diffusing agent 72 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2 to the surface of the p-type semiconductor substrate 71. It is formed.
  • the p-type semiconductor substrate 71 passes through the opening 2b.
  • the amount of the n-type dopant diffusing on the surface of the semiconductor layer is larger than the amount of the dopant diffusing on the surface of the p-type semiconductor substrate 71 through the thick film portion 2a.
  • a high-concentration dopant diffusion layer (high-concentration n-type dopant diffusion layer 75) is formed in the surface region of the p-type semiconductor substrate 71 corresponding to the opening 2b of the diffusion suppression mask 2.
  • a low-concentration dopant diffusion layer (low-concentration n-type dopant diffusion layer 76) is formed in the surface region of the p-type semiconductor substrate 71 corresponding to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • a high-concentration n is formed on the surface of the p-type semiconductor substrate 71.
  • the surfaces of the n-type dopant diffusion layer 75 and the low-concentration n-type dopant diffusion layer 76 are exposed, and an n-electrode 77 is formed on the surface of the high-concentration n-type dopant diffusion layer 75.
  • p-type dopant diffusion layer 74 is formed by diffusing the p-type dopant from the p-type dopant diffusing agent 73 to the back surface of the p-type semiconductor substrate 71 by heat-treating the p-type semiconductor substrate 71.
  • a p-electrode 78 is formed on the p-type dopant diffusing agent 73 formed on the surface serving as the back surface of the p-type semiconductor substrate 71.
  • a coating method of the p-type dopant diffusing agent 73 for example, spray coating, coating using a dispenser, inkjet coating, screen printing, letterpress printing, intaglio printing, or lithographic printing can be used.
  • n electrode 77 and the p electrode 78 for example, an electrode made of a metal such as silver can be used.
  • a solar cell having a structure in which electrodes are provided on the light-receiving surface and the back surface of a semiconductor substrate can be manufactured by the method for manufacturing a solar cell in the present embodiment.
  • the diffusion suppression mask 2 having the opening 2b and the thick film portion 2a and the dopant diffusing agent (n-type dopant diffusing agent 72),
  • the high concentration dopant diffusion layer (high concentration n-type dopant diffusion layer 75) and the low concentration dopant diffusion layer (low concentration n-type dopant diffusion layer 76) are formed at desired positions.
  • the n-type and p-type conductivity types may be interchanged, and an antireflection film, a texture structure, a passivation film, and the like may be formed as in the first to fifth embodiments.
  • the present embodiment is characterized in that a p-type dopant diffusion layer and an n-type dopant diffusion layer are formed separately.
  • a method for manufacturing a solar cell in the present embodiment will be described with reference to schematic cross-sectional views of FIGS. 8 (a) to 8 (c).
  • a dopant containing phosphorus such as POCl 3 is applied to an n-type silicon substrate 80 in which a diffusion suppression mask 2 having a thick film portion 2a and an opening 2b is formed on one surface. Exposure to gas 83.
  • the n-type silicon substrate 80 can be exposed to the dopant gas 83 containing phosphorus, for example, for 20 minutes to 30 minutes in a state of being heat-treated at a temperature of 850 ° C. to 950 ° C., for example.
  • phosphorus is diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80, whereby a high-concentration n-type dopant diffusion layer 75 is obtained. Is formed, and phosphorus is diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, whereby the low-concentration n-type dopant diffusion layer 76 is formed.
  • phosphorus which is an n-type dopant, diffuses through the diffusion suppression mask 2 having the opening 2b and the thick film portion 2a, it diffuses to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening 2b.
  • the amount of phosphorus to be increased is larger than the amount of phosphorus diffusing to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the thick film portion 2a.
  • the diffusion suppression having the opening 2b and the thick film portion 2a is performed again.
  • the n-type silicon substrate 80 is heat-treated to thereby form the high-concentration p-type dopant diffusion layer 81. Is formed.
  • the n-type silicon substrate 80 can be heated to a temperature of 950 ° C. to 1000 ° C., for example, for 50 minutes, for example.
  • the high-concentration p-type dopant diffusion layer 81 is formed, while the diffusion suppression mask.
  • the second thick film portion 2a prevents boron diffusion to the surface of the n-type silicon substrate 80.
  • This embodiment is also characterized in that a p-type dopant diffusion layer and an n-type dopant diffusion layer are formed separately.
  • a method for manufacturing the solar cell in the present embodiment will be described with reference to schematic cross-sectional views of FIGS. 9 (a) to 9 (d).
  • n-type silicon substrate 80 is heat-treated to form the high-concentration p-type dopant diffusion layer 81 and the low-concentration p-type dopant diffusion layer 82 on the surface of the n-type silicon substrate 80.
  • the n-type silicon substrate 80 can be heated to a temperature of 950 ° C. to 1000 ° C., for example, for 50 minutes, for example.
  • boron is diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80, whereby a high-concentration p-type dopant diffusion layer 81 is formed. Boron diffuses into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the thick film portion 2a, whereby a low-concentration p-type dopant diffusion layer 82 is formed.
  • boron which is a p-type dopant, diffuses through the diffusion suppression mask 2 having the opening 2b and the thick film portion 2a, it diffuses to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening 2b.
  • the amount of boron to be increased is larger than the amount of boron diffused to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the thick film portion 2a.
  • the diffusion suppression mask 2 is covered. Then, an n-type dopant diffusing agent 72 containing phosphorus is applied.
  • the n-type silicon substrate 80 is heat-treated at a temperature of, for example, 850 ° C. to 950 ° C., for example, for 20 to 30 minutes, thereby opening the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80 as shown in FIG. While high concentration n-type dopant diffusion layer 75 is formed by diffusing phosphorus on the surface of n-type silicon substrate 80 through part 2b, diffusion of phosphorus is prevented by thick film part 2a of diffusion suppression mask 2, and thereafter Then, the diffusion suppression mask 2 and the n-type dopant diffusing agent 72 are all removed. Thereafter, back electrode type solar cells are fabricated in the same manner as in the first to fifth embodiments.
  • the present embodiment is characterized in that the diffusion suppression mask is formed to have various thicknesses.
  • a method for manufacturing a solar cell in the present embodiment will be described with reference to schematic cross-sectional views of FIGS. 10 (a) to 10 (d).
  • the diffusion suppression mask 2 is formed on the surface of the n-type silicon substrate 80.
  • the diffusion suppression mask 2 includes a portion having a thickness t1, an opening, a portion having a thickness t2, and a portion having a thickness t3.
  • the thickness t1, the thickness t2, and the thickness t3 are set so as to satisfy the relationship of thickness t2> thickness t1> thickness t3.
  • the thickness t1 can be, for example, a thickness of 100 nm or more and 400 nm or less, and more specifically, a thickness of about 200 nm.
  • the thickness t2 can be set to a thickness of, for example, 400 nm or more, and more specifically, can be set to a thickness of about 400 nm.
  • the thickness t3 can be set to, for example, a thickness of 50 nm or more and 250 nm or less, and more specifically, a thickness of about 100 nm.
  • the n-type silicon substrate 80 is heat-treated to form a high-concentration p-type dopant diffusion layer 81, a low-concentration p-type dopant diffusion layer 82, A high concentration n-type dopant diffusion layer 75 and a low concentration n-type dopant diffusion layer 76 are formed.
  • boron is diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80 to form a high-concentration p-type dopant diffusion layer 81, and the diffusion suppression mask 2. Boron diffuses into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the thickness t1, thereby forming a low-concentration p-type dopant diffusion layer 82.
  • phosphorus is diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the portion of the thickness t3 of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80, whereby a high concentration n-type dopant diffusion layer 75 is formed and the diffusion suppression mask.
  • the low-concentration n-type dopant diffusion layer 76 is formed.
  • the amount of boron that diffuses to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening of the diffusion suppression mask 2 diffuses to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the portion of thickness t1. More than the amount.
  • the amount of phosphorus passing through the thickness t3 portion of the diffusion suppression mask 2 and diffusing to the surface of the n-type silicon substrate 80 is diffused to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the thickness t2. More than the amount of phosphorus to do.
  • the diffusion suppression mask 2 so as to satisfy the relationship of the thickness t3, the depth of the low-concentration n-type dopant diffusion layer 76 by phosphorus diffusion and the low-concentration p-type dopant diffusion layer 82 by boron diffusion
  • the depth of the high-concentration n-type dopant diffusion layer 75 by phosphorus diffusion and the high-concentration p-type dopant diffusion layer 81 by boron diffusion can be made equivalent.
  • the semiconductor substrate 1 is not particularly limited as long as it is a substrate made of a semiconductor.
  • a silicon substrate obtained by slicing from a silicon ingot can be used.
  • the conductivity type of the semiconductor substrate 1 is not particularly limited, and may have an n-type conductivity type, a p-type conductivity type, or any of n-type and p-type conductivity types. May not be included.
  • a silicon substrate from which slice damage caused by slicing a silicon ingot is removed may be used.
  • the removal of the slice damage can be performed, for example, by etching the surface of the silicon substrate after slicing with a mixed acid of hydrogen fluoride aqueous solution and nitric acid or an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide.
  • the size and shape of the semiconductor substrate 1 are not particularly limited.
  • the semiconductor substrate 1 may have a rectangular surface with a thickness of 100 ⁇ m to 300 ⁇ m and a side length of 100 mm to 200 mm. .
  • a diffusion suppression mask 2 is formed on one surface of the semiconductor substrate 1.
  • the diffusion suppression mask 2 includes an opening 2b having no film thickness and a thick film portion 2a having a film thickness.
  • the thickness of the thick film portion 2a of the diffusion suppressing mask 2 is not particularly limited as long as the first conductive type dopant and the second conductive type dopant do not reach the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a.
  • the diffusion suppression mask 2 (in this embodiment, the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2)
  • a masking paste having an opening in a portion corresponding to the formation portion of the opening 2b on the surface of the semiconductor substrate 1 is used. After the application, the masking paste can be fired.
  • a coating method of the masking paste for example, spray coating, coating using a dispenser, ink jet coating, screen printing, letterpress printing, intaglio printing, or lithographic printing can be used.
  • the thing containing a solvent, a thickener, a silicon oxide precursor, and / or a titanium oxide precursor etc. can be used, for example.
  • the thing which does not contain a thickener can also be used.
  • ethyl cellulose polyvinyl pyrrolidone or a mixture of both as thickeners, but various quality and properties of bentonite, generally inorganic rheological additives for various polar solvent mixtures, nitrocellulose and other Cellulose compounds, starch, gelatin, alginic acid, highly dispersible amorphous silicic acid (Aerosil®), polyvinyl butyral (Mowital®), sodium carboxymethylcellulose (vivistar), thermoplastic polyamide resin (Eurelon®) Trademark)), organic castor oil derivative (Thixin R (registered trademark)), diamide wax (Thixatrol plus (registered trademark)), swollen polyacrylate (Rheolate (registered trademark)), polyester Tel urea - polyurethane, polyether - polyol like can also be used.
  • bentonite generally inorganic rheological additives for various polar solvent mixtures, nitrocellulose and other Cellulose compounds, starch, gelatin,
  • silicon oxide precursor examples include a general formula R ′ n Si (OR) 4 -n such as TEOS (tetraethylorthosilicate), where R ′ is methyl, ethyl or phenyl, R is methyl, ethyl, n- A material represented by propyl or i-propyl, n is 0, 1 or 2) can be used.
  • TEOS tetraethylorthosilicate
  • titanium oxide precursor examples include, in addition to Ti (OH) 4 , a substance represented by R ′ n Ti (OR) 4-n such as TPT (tetraisopropoxy titanium) (R ′ is methyl, ethyl).
  • R ′ is methyl, ethyl
  • phenyl, R is methyl, ethyl, n-propyl or i-propyl, n is 0, 1 or 2)
  • TiCl 4 , TiF 4 , TiOSO 4 and the like are also included.
  • the diffusion suppression mask 2 for example, a silicon oxide film or silicon nitride is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like.
  • a film, a titanium oxide film, or an aluminum oxide film can be formed by forming a single layer or a multilayered film and then removing part of the film. The removal of a part of the film made of the above-mentioned material is performed by, for example, forming a resist pattern having an opening on the surface of the above-described film using a photolithography technique on the surface of the above-described film.
  • etching paste for example, a material containing phosphoric acid as an etching component and water, an organic solvent and a thickener as components other than the etching component can be used.
  • organic solvent for example, at least one kind of alcohol such as ethylene glycol, ether such as ethylene glycol monobutyl ether, ester such as propylene carbonate, or ketone such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used.
  • a thickener at least 1 sort (s), such as a polymer which polymerized vinyl groups, such as polyamide resin, such as a cellulose, ethylcellulose, a cellulose derivative, nylon 6, or polyvinylpyrrolidone, can be used, for example.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant containing the first conductivity type dopant are covered so as to cover the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the contained second conductivity type dopant diffusing agent 4 is applied.
  • a coating method of the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 for example, spray coating, coating using a dispenser, inkjet coating, screen printing, letterpress printing, intaglio printing, or Lithographic printing or the like can be used.
  • the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 what contains a 1st conductivity type dopant source can be used, and when a 1st conductivity type is n type as a 1st conductivity type dopant source, a compound containing a phosphorus atom such as phosphate, phosphorus oxide, diphosphorus pentoxide, phosphoric acid or an organic phosphorus compound can be used alone or in combination of two or more, and the first conductivity type is p-type.
  • boron oxide, boric acid, organoboron compound, boron-aluminum compound, organoaluminum compound or a compound containing boron atom and / or aluminum atom such as aluminum salt alone or in combination of two or more Can be used.
  • the second conductivity type dopant diffusing agent 4 one containing a second conductivity type dopant source can be used, and as the second conductivity type dopant source, when the second conductivity type is p-type,
  • compounds containing boron atoms and / or aluminum atoms such as boron oxide, boric acid, organoboron compounds, boron-aluminum compounds, organoaluminum compounds or aluminum salts can be used alone or in combination of two or more.
  • the second conductivity type is n-type
  • a compound containing a phosphorus atom such as phosphate, phosphorus oxide, diphosphorus pentoxide, phosphoric acid or an organic phosphorus compound alone or in combination of two or more Can be used.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 may each contain a solvent and a thickener.
  • a solvent and a thickener that can be included in the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 respectively, for example, in the above, as a solvent and a thickener that can be included in the masking paste What was demonstrated can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated to diffuse the first conductivity-type dopant from the first conductivity-type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1, thereby providing the first conductivity type.
  • the second conductivity type dopant diffusion layer 6a is diffused from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 to form the second conductivity type dopant diffusion layer 6a.
  • the first conductivity type dopant diffuses from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the first conductivity type.
  • a dopant diffusion layer 5a is formed.
  • the first conductivity type dopant does not diffuse from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • the first conductivity type dopant diffusion layer 5a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the heat treatment of the semiconductor substrate 1 causes the second conductivity type dopant to diffuse to the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 and thereby the second.
  • Conductive dopant diffusion layer 6a is formed.
  • the second conductivity type dopant does not diffuse from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2.
  • the second conductivity type dopant diffusion layer 6a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the conditions of the heat processing of said semiconductor substrate 1 are not specifically limited, From a viewpoint of forming a dopant diffusion layer (the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a) stably, it is a semiconductor.
  • the substrate 1 can be heated at a temperature of 850 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, for example, for 20 minutes or more and 50 minutes or less.
  • the diffusion suppression mask 2, the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1 are removed. Thereby, on the surface of the semiconductor substrate 1, the surface of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a is exposed, respectively.
  • a passivation film 7 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 where the first conductive type dopant diffusion layer 5 a and the second conductive type dopant diffusion layer 6 a are exposed.
  • the passivation film 7 for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked body of a silicon oxide film and a silicon nitride film formed by a plasma CVD method or the like can be used.
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the formation side of the passivation film 7.
  • the texture structure 8 can be formed, for example, by etching the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the surface of the semiconductor substrate 1 is etched using, for example, a solution obtained by adding isopropyl alcohol to an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, for example, 70 ° C. or higher and 80 ° C. or lower.
  • the etching can be performed by etching the surface of the semiconductor substrate 1 using an etching solution heated to a high temperature.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the antireflection film 9 for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked body of a silicon oxide film and a silicon nitride film formed by a plasma CVD method or the like can be used.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity are formed from the contact hole. Each surface of the type dopant diffusion layer 6a is exposed.
  • the contact hole is formed by, for example, etching the passivation film 7 from the opening of the resist pattern after forming a resist pattern having an opening on the passivation film 7 at a portion corresponding to the location where the contact hole is formed using photolithography technology. It can be formed by a method of removing the passivation film 7 by etching, or a method of etching and removing the passivation film 7 by applying an etching paste to the portion of the passivation film 7 corresponding to the contact hole forming portion and then heating. In addition, as an etching paste, the thing similar to the etching paste demonstrated above can be used.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the first conductivity type dopant diffusion layer 5a through the contact hole and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a A second conductivity type electrode 11 to be electrically connected is formed.
  • first conductivity type electrode 10 and the second conductivity type electrode 11 for example, electrodes made of metal such as silver can be used.
  • a back electrode type solar cell can be manufactured by the manufacturing method of the back electrode type solar cell in this Embodiment.
  • FIG. 12 shows a schematic plan view of the back surface of a back electrode type solar cell manufactured by an example of a back electrode type solar cell manufacturing method which is an example of a semiconductor device manufacturing method of the present invention.
  • a plurality of strip-shaped first conductivity type electrodes 10 and a plurality of strip-shaped second conductivity type electrodes 11 are alternately arranged one by one. All the first conductivity type electrodes 10 are arranged at intervals, and all the first conductivity type electrodes 10 are electrically connected to one strip-shaped first conductivity type current collecting electrode 10a. 11 is electrically connected to one strip-shaped second-conductivity-type collecting electrode 11a.
  • two circular alignment marks 20 are respectively arranged on the back surface of the semiconductor substrate 1 diagonally with respect to the back surface of the semiconductor substrate 1.
  • a first conductivity type dopant diffusion layer 5 a is disposed below each of the plurality of strip-shaped first conductivity type electrodes 10, and each of the plurality of strip-shaped second conductivity type electrodes 11.
  • the second conductivity type dopant diffusion layer 6a is disposed below the first conductivity type dopant diffusion layer 6a, but the shape and size of the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a are not particularly limited.
  • first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a may be formed in a strip shape along each of the first conductivity type electrode 10 and the second conductivity type electrode 11,
  • the first conductivity type electrode 10 and the second conductivity type electrode 11 may be formed in a dot shape in contact with each part.
  • the presence or absence of the diffusion of the dopant from the dopant diffusing agent is determined depending on the presence or absence of the finely formed thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2. Since it can be controlled, compared with the method described in Patent Document 2, the distance between the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 is not limited. The interval can be stably formed at a predetermined minute interval.
  • the patterning (diffusion suppression) of the diffusion suppression mask 2 for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a is carried out. It is not necessary to carry out the process of forming the opening 2b of the mask 2 once each time (total of two times) when forming the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a. It can be simplified.
  • the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this Embodiment since the heat processing for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a should be performed only once, The manufacturing process can be simplified and thermal damage of the semiconductor substrate 1 and the like due to heat treatment can be effectively suppressed.
  • the first conductivity type may be either n-type or p-type
  • the second conductivity type may be a conductivity type opposite to the first conductivity type. That is, when the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type, and when the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type.
  • the first conductivity type is p-type
  • a p-type dopant such as boron or aluminum
  • the first conductivity type is n-type
  • an n-type dopant such as phosphorus can be used.
  • an n-type dopant such as phosphorus can be used as the second conductivity type dopant
  • a p-type dopant such as boron or aluminum can be used.
  • the dopant concentration of the dopant diffusion layer is 1 ⁇ 10 19 / cm 3 or more. It is preferable that
  • the present embodiment is characterized in that the diffusion suppression mask 2 includes an opening 2b, a thin film portion 2c, and a thick film portion 2a having a thickness larger than that of the thin film portion 2c. Others are the same as in the tenth embodiment.
  • first conductivity type dopant diffusion layer 5a and one second conductivity type dopant diffusion layer 6a are formed on the semiconductor substrate 1 for convenience of explanation. It is needless to say that a plurality of first conductivity type dopant diffusion layers 5a and a plurality of second conductivity type dopant diffusion layers 6a may actually be formed.
  • a semiconductor substrate 1 is prepared, and then, as shown in FIG. 13B, an opening 2b, a thin film portion 2c, and a thin film are formed in a part of the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a diffusion suppression mask 2 having a thick film portion 2a having a thickness larger than that of the portion 2c is formed.
  • diffusion suppression mask 2 in the present embodiment can be formed, for example, by the same method as diffusion suppression mask 2 in the tenth embodiment.
  • the thick film portion 2a and the thin film portion 2c of the diffusion suppression mask 2 can be formed by changing the coating thickness of the masking paste, for example, by applying the masking paste in layers by inkjet coating or the like. is there.
  • the film thickness of the thin film portion 2c of the diffusion suppressing mask 2 is such that a dopant diffusion layer, which will be described later, is diffused from the dopant diffusing agent through the thin film portion 2c to the first conductive type or second conductive type dopant. There is no particular limitation as long as it can be formed.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant containing the first conductivity type dopant are covered so as to cover the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the contained second conductivity type dopant diffusing agent 4 is applied.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 is formed at a position corresponding to the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2
  • the second conductivity type dopant diffusing agent 4 is formed on the thin film portion 2 c of the diffusion suppression mask 2.
  • it forms in the corresponding position it is not limited to this structure, For example, you may replace the formation position of the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant diffusing agent 4.
  • coating of the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant diffusing agent 4 in this Embodiment is the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant diffusing agent in Embodiment 10, for example. 4 can be applied by the same method.
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated, so that the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 are transferred from the first conductive type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant are diffused to form the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a.
  • the first conductivity type dopant diffuses from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the first conductivity type.
  • a dopant diffusion layer 5a is formed.
  • the first conductivity type dopant does not diffuse from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • the first conductivity type dopant diffusion layer 5a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the heat treatment of the semiconductor substrate 1 causes the second conductivity type dopant to diffuse into the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 through the thin film portion 2 c of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the second.
  • Conductive dopant diffusion layer 6a is formed.
  • the second conductivity type dopant does not diffuse from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2.
  • the second conductivity type dopant diffusion layer 6a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the semiconductor substrate 1 is removed by removing the diffusion suppression mask 2, the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the surfaces of the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a are respectively exposed on the surface of 1.
  • a passivation film 7 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 on the side where the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a are exposed.
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the side on which the passivation film 7 is formed.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity are formed from the contact hole. Each surface of the type dopant diffusion layer 6a is exposed.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the first conductivity type dopant diffusion layer 5a through the contact hole and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a A second conductivity type electrode 11 to be electrically connected is formed.
  • a back electrode type solar cell can be manufactured by the manufacturing method of the back electrode type solar cell in this Embodiment.
  • the presence or absence of the diffusion of the dopant from the dopant diffusing agent is determined depending on the presence or absence of the finely formed thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2. Since it can be controlled, compared with the method described in Patent Document 2, the distance between the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 is not limited. The interval can be stably formed at a predetermined minute interval.
  • the patterning (diffusion suppression) of the diffusion suppression mask 2 for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a is carried out.
  • the step of forming the opening 2b and the thin film portion 2c of the mask 2 is not required to be performed once (two times in total) at the time of forming the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a.
  • the manufacturing process can be simplified.
  • the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this Embodiment since the heat processing for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a should be performed only once, The manufacturing process can be simplified and thermal damage of the semiconductor substrate 1 and the like due to heat treatment can be effectively suppressed.
  • the diffusion suppression mask 2 includes a thin film portion 2c and a thick film portion 2a having a thickness larger than that of the thin film portion 2c.
  • the rest is the same as in the tenth and eleventh embodiments.
  • 14A to 14J only one first conductivity type dopant diffusion layer 5a and one second conductivity type dopant diffusion layer 6a are formed on the semiconductor substrate 1 for convenience of explanation. It is needless to say that a plurality of first conductivity type dopant diffusion layers 5a and a plurality of second conductivity type dopant diffusion layers 6a may actually be formed.
  • the semiconductor substrate 1 is prepared, and then, as shown in FIG. 14B, the thin film portion 2c and the thin film portion 2c are formed on a part of the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a diffusion suppression mask 2 having a thick film portion 2a having a thick film thickness is formed. Note that diffusion suppression mask 2 in the present embodiment can be formed by the same method as diffusion suppression mask 2 in the tenth and eleventh embodiments, for example.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant containing the first conductivity type dopant are covered so as to cover the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the contained second conductivity type dopant diffusing agent 4 is applied.
  • coating of the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and the 2nd conductivity type dopant diffusing agent 4 in this Embodiment is the 1st conductivity type dopant diffusing agent 3 and 2nd in Embodiment 10 and Embodiment 11, for example. It can apply
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated, so that the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 are each subjected to the first conductive on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant are diffused to form the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a.
  • the first conductivity type dopant is diffused from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thin film portion 2c of the diffusion suppression mask 2 by the heat treatment of the semiconductor substrate 1 as described above.
  • a dopant diffusion layer 5a is formed.
  • the first conductivity type dopant does not diffuse from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • the first conductivity type dopant diffusion layer 5a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the heat treatment of the semiconductor substrate 1 causes the second conductivity type dopant to diffuse into the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 through the thin film portion 2 c of the diffusion suppression mask 2, thereby causing the second.
  • Conductive dopant diffusion layer 6a is formed.
  • the second conductivity type dopant does not diffuse from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2.
  • the second conductivity type dopant diffusion layer 6a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the semiconductor substrate 1 is removed by removing the diffusion suppression mask 2, the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the surfaces of the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a are respectively exposed on the surface of 1.
  • the passivation film 7 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 on the side where the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a are exposed. .
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the side on which the passivation film 7 is formed.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1 is removed to form a contact hole, and the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity are formed from the contact hole. Each surface of the type dopant diffusion layer 6a is exposed.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the first conductivity type dopant diffusion layer 5a through the contact hole and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a A second conductivity type electrode 11 to be electrically connected is formed.
  • a back electrode type solar cell can be manufactured by the manufacturing method of the back electrode type solar cell in this Embodiment.
  • the presence or absence of the diffusion of the dopant from the dopant diffusing agent is determined depending on the presence or absence of the finely formed thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2. Since it can be controlled, compared with the method described in Patent Document 2, the distance between the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 is not limited. The interval can be stably formed at a predetermined minute interval.
  • the patterning (diffusion suppression) of the diffusion suppression mask 2 for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a is carried out. It is not necessary to perform the process of forming the thin film portion 2c of the mask 2 once each time (a total of two times) when forming the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a. It can be simplified.
  • the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this Embodiment since the heat processing for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a should be performed only once, The manufacturing process can be simplified and thermal damage of the semiconductor substrate 1 and the like due to heat treatment can be effectively suppressed.
  • the diffusion of the first conductivity type dopant on the surface of the semiconductor substrate is replaced with the coating diffusion by the first conductivity type dopant diffusing agent, and the gas phase by the first conductivity type dopant-containing gas containing the first conductivity type dopant. It is characterized by being performed by diffusion.
  • a semiconductor substrate 1 is prepared.
  • an opening 2b, a thick film portion 2a, and a part of the surface of the semiconductor substrate 1 are formed.
  • a diffusion suppression mask 2 having the following is formed.
  • the diffusion suppressing mask 2 can be formed by the same method as in the tenth to twelfth embodiments.
  • a second conductivity type dopant diffusing agent 4 containing a second conductivity type dopant is applied so as to cover a part of the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the second conductivity type dopant is diffused from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 by heat-treating the semiconductor substrate 1, so that the second conductivity type is obtained.
  • the first conductivity type dopant diffusion layer 5a is formed by causing the first conductivity type dopant containing gas 15 to flow to diffuse the first conductivity type dopant on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the diffusion process of the first conductivity type dopant using the first conductivity type dopant-containing gas 15 may be performed in the same process as the diffusion process of the second conductivity type dopant, immediately before the diffusion process of the second conductivity type dopant. And / or may be performed immediately after.
  • the first conductivity type dopant is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 from the first conductivity type dopant-containing gas 15 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2. Is diffused to form the first conductivity type dopant diffusion layer 5a.
  • the first conductivity type dopant does not diffuse from the first conductivity type dopant-containing gas 15 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • the first conductivity type dopant diffusion layer 5a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the heat treatment of the semiconductor substrate 1 causes the second conductivity type dopant to diffuse to the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 and thereby the second.
  • Conductive dopant diffusion layer 6a is formed.
  • the second conductivity type dopant does not diffuse from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2.
  • the second conductivity type dopant diffusion layer 6a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the first conductivity type dopant-containing gas 15 when the first conductivity type is p-type, for example, a gas containing a p-type dopant such as boron such as BBr 3 can be used.
  • a gas containing an n-type dopant such as phosphorus such as POCl 3 can be used.
  • the first conductivity type is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 by removing the diffusion suppression mask 2 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the surfaces of the dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a are exposed.
  • a passivation film 7 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 where the first conductive type dopant diffusion layer 5a and the second conductive type dopant diffusion layer 6a are exposed.
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the formation side of the passivation film 7.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity are formed from the contact hole. Each surface of the type dopant diffusion layer 6a is exposed.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a through the contact holes A second conductivity type electrode 11 to be electrically connected is formed.
  • a back electrode type solar cell can be manufactured by the manufacturing method of the back electrode type solar cell in this Embodiment.
  • the dopant containing gas and the dopant from the dopant diffusing agent depending on the presence or absence of the finely formed thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2 As compared with the method described in Patent Document 2, the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 can be controlled. It is possible to stably form the gap between the gaps 6a at a predetermined fine gap.
  • the patterning (diffusion suppression) of the diffusion suppression mask 2 for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a is carried out. It is not necessary to carry out the process of forming the opening 2b of the mask 2 once each time (total of two times) when forming the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a. It can also be simplified.
  • the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this Embodiment since the heat processing for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a should be performed only once, The manufacturing process can be simplified and thermal damage to the semiconductor substrate 1 and the like due to heat treatment can be effectively suppressed.
  • the gas phase diffusion of the first conductivity type dopant by the first conductivity type dopant-containing gas 15 including the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant by the second conductivity type dopant diffusing agent 4 are performed.
  • the coating diffusion is performed, the first conductivity type and the second conductivity type are interchanged, and the second conductivity type dopant vapor phase diffusion and the first conductivity type dopant-containing gas containing the second conductivity type dopant are included.
  • Application diffusion of the first conductivity type dopant with a conductivity type dopant diffusing agent may be performed.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 is applied so as to cover the diffusion suppression mask 2 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4. It is said.
  • a semiconductor substrate 1 is prepared.
  • an opening 2b, a thick film portion 2a, and a part of the surface of the semiconductor substrate 1 are formed.
  • a diffusion suppression mask 2 having the following is formed.
  • the diffusion suppression mask 2 can be formed by the same method as in the tenth to thirteenth embodiments.
  • a second conductivity type dopant diffusing agent 4 containing a second conductivity type dopant is applied so as to cover a part of the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1. .
  • the first conductivity type dopant containing the first conductivity type dopant so as to cover a part of the diffusion suppression mask 2 on the surface of the semiconductor substrate 1 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 is covered.
  • Conductive dopant diffusing agent 3 is applied.
  • the semiconductor substrate 1 is heat-treated, so that the first conductive type dopant diffusing agent 3 and the second conductive type dopant diffusing agent 4 are transferred from the first conductive type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the first conductivity type dopant and the second conductivity type dopant are diffused to form the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a.
  • the first conductivity type dopant diffusion layer 5 a is formed by diffusing the first conductivity type dopant from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the opening 2 b of the diffusion suppression mask 2.
  • the first conductivity type dopant does not diffuse from the first conductivity type dopant diffusing agent 3 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • the first conductivity type dopant diffusion layer 5a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the heat treatment of the semiconductor substrate 1 causes the second conductivity type dopant to diffuse to the surface of the semiconductor substrate 1 from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 and thereby the second.
  • Conductive dopant diffusion layer 6a is formed.
  • the second conductivity type dopant does not diffuse from the second conductivity type dopant diffusing agent 4 to the surface of the semiconductor substrate 1 through the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2, it corresponds to the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2.
  • the second conductivity type dopant diffusion layer 6a is not formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 (region where the thick film portion 2a is in contact).
  • the semiconductor substrate 1 is removed by removing the diffusion suppression mask 2, the first conductivity type dopant diffusing agent 3 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • the surfaces of the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a are respectively exposed on the surface of 1.
  • the passivation film 7 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 on the side where the first conductive type dopant diffusion layer 5a and the second conductive type dopant diffusion layer 6a are exposed. .
  • a texture structure 8 made of, for example, pyramidal irregularities is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the formation side of the passivation film 7.
  • an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 on the surface of the semiconductor substrate 1.
  • a contact hole is formed by removing a part of the passivation film 7 of the semiconductor substrate 1, and the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity are formed from the contact hole. Each surface of the type dopant diffusion layer 6a is exposed.
  • the first conductivity type electrode 10 electrically connected to the first conductivity type dopant diffusion layer 5a through the contact hole and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a A second conductivity type electrode 11 to be electrically connected is formed.
  • a back electrode type solar cell can be manufactured by the manufacturing method of the back electrode type solar cell in this Embodiment.
  • the presence or absence of the diffusion of the dopant from the dopant diffusing agent is determined depending on the presence or absence of the finely formed thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2. Since it can be controlled, compared with the method described in Patent Document 2, the distance between the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 is not limited. The interval can be stably formed at a predetermined minute interval.
  • the patterning (diffusion suppression) of the diffusion suppression mask 2 for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a is carried out. It is not necessary to carry out the process of forming the opening 2b of the mask 2 once each time (total of two times) when forming the first conductivity type dopant diffusion layer 5a and the second conductivity type dopant diffusion layer 6a. It can be simplified.
  • the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this Embodiment since the heat processing for formation of the 1st conductivity type dopant diffusion layer 5a and the 2nd conductivity type dopant diffusion layer 6a should be performed only once, The manufacturing process can be simplified and thermal damage of the semiconductor substrate 1 and the like due to heat treatment can be effectively suppressed.
  • the first conductivity type dopant diffusing agent 3 is applied so as to cover the diffusion suppression mask 2 and the second conductivity type dopant diffusing agent 4.
  • the first conductivity type and the second conductivity type are applied.
  • the second conductivity type dopant diffusing agent 4 may be applied so as to cover the diffusion suppression mask 2 and the first conductivity type dopant diffusing agent 3.
  • the present embodiment is characterized in that a p-type dopant diffusion layer and an n-type dopant diffusion layer are formed separately.
  • a method of manufacturing the back electrode type solar cell in the present embodiment will be described.
  • a dopant containing phosphorus such as POCl 3 is applied to an n-type silicon substrate 80 in which a diffusion suppression mask 2 having a thick film portion 2a and an opening 2b is formed on one surface. Exposure to gas 83.
  • the n-type silicon substrate 80 can be exposed to the dopant gas 83 containing phosphorus, for example, for 20 minutes to 30 minutes in a state of being heat-treated at a temperature of 850 ° C. to 950 ° C., for example.
  • phosphorus diffuses into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80, thereby forming an n-type dopant diffusion layer 75a.
  • phosphorus does not diffuse into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the thick film portion 2 a of the diffusion suppression mask 2.
  • the diffusion suppression having the opening 2b and the thick film portion 2a again.
  • the n-type silicon substrate 80 is heat-treated to form a p-type dopant diffusion layer 81 a. Is done.
  • the n-type silicon substrate 80 can be heated to a temperature of 950 ° C. to 1000 ° C., for example, for 50 minutes, for example.
  • boron is diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80, whereby the p-type dopant diffusion layer 81a is formed. Thick film portion 2a prevents boron from diffusing to the surface of n-type silicon substrate 80. Thereafter, a back electrode type solar cell is fabricated in the same manner as in Embodiments 10 to 14.
  • the dopant containing gas and the dopant from the dopant diffusing agent depending on the presence or absence of the finely formed thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2
  • the n-type dopant diffusion layer 75a and the p-type dopant diffusion layer 81a formed on the back surface of the n-type silicon substrate 80 can be controlled. Can be stably formed at a predetermined fine interval.
  • This embodiment is also characterized in that a p-type dopant diffusion layer and an n-type dopant diffusion layer are formed separately.
  • a method for manufacturing the back electrode type solar cell in the present embodiment will be described with reference to schematic cross-sectional views of FIGS.
  • n type silicon substrate 80 is heat-treated to form a p type dopant diffusion layer 81 a on the surface of the n type silicon substrate 80.
  • the n-type silicon substrate 80 can be heated to a temperature of 950 ° C. to 1000 ° C., for example, for 50 minutes, for example.
  • boron diffuses to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80 to form the p-type dopant diffusion layer 81a, while the thickness of the diffusion suppression mask 2 is increased. Boron does not diffuse into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the film part 2a.
  • the diffusion suppression mask 2 is covered. Then, an n-type dopant diffusing agent 72 containing phosphorus is applied.
  • the n-type silicon substrate 80 is heat-treated at a temperature of, for example, 850 ° C. to 950 ° C. for, for example, 20 minutes to 30 minutes, thereby opening the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80 as shown in FIG.
  • Phosphorus diffuses to the surface of the n-type silicon substrate 80 through the portion 2b to form the n-type dopant diffusion layer 75a, while the thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2 prevents phosphorus diffusion.
  • the diffusion suppression mask 2 and the n-type dopant diffusing agent 72 are all removed.
  • a back electrode type solar cell is fabricated in the same manner as in Embodiments 10 to 14.
  • the presence or absence of the diffusion of the dopant from the dopant diffusing agent is determined depending on the presence or absence of the finely formed thick film portion 2a of the diffusion suppression mask 2.
  • the distance between the n-type dopant diffusion layer 75a and the p-type dopant diffusion layer 81a formed on the back surface of the n-type silicon substrate 80 can be controlled. It can be stably formed at a predetermined fine interval.
  • the present embodiment is characterized in that the diffusion suppression mask is formed to have various thicknesses.
  • the diffusion suppression mask is formed to have various thicknesses.
  • the diffusion suppression mask 2 is formed on the surface of the n-type silicon substrate 80.
  • the diffusion suppression mask 2 includes a portion having a thickness t1, an opening, a portion having a thickness t2, and a portion having a thickness t3.
  • the thickness t1, the thickness t2, and the thickness t3 are set so as to satisfy the relationship of thickness t2> thickness t1> thickness t3.
  • the thickness t1 can be, for example, a thickness of 100 nm or more and 400 nm or less, and more specifically, a thickness of about 200 nm.
  • the thickness t2 can be set to a thickness of, for example, 400 nm or more, and more specifically, can be set to a thickness of about 400 nm.
  • the thickness t3 can be set to, for example, a thickness of 50 nm or more and 250 nm or less, and more specifically, a thickness of about 100 nm.
  • the n-type silicon substrate 80 is heat-treated to form a p-type dopant diffusion layer 81a and an n-type dopant diffusion layer 75a on the surface of the n-type silicon substrate 80.
  • boron is diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the opening 2b of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80 to form the p-type dopant diffusion layer 81a, and the thickness of the diffusion suppression mask 2 is increased. Boron is not diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the portion t1.
  • phosphorus is diffused into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the portion of the thickness t3 of the diffusion suppression mask 2 of the n-type silicon substrate 80, whereby an n-type dopant diffusion layer 75a is formed. Phosphorus does not diffuse into the surface of the n-type silicon substrate 80 through the thickness t2.
  • the presence or absence of the diffusion of the dopant from the dopant diffusing agent can be controlled by the finely formed pattern of the diffusion suppression mask 2. Therefore, compared with the method described in Patent Document 2, the distance between the n-type dopant diffusion layer 75a and the p-type dopant diffusion layer 81a formed on the back surface of the n-type silicon substrate 80 is set to a predetermined fine distance. Can be formed stably.
  • the concept of the semiconductor device of the present invention includes all semiconductor devices including solar cells. Further, the concept of the solar cell of the present invention includes not only a back electrode type solar cell having a configuration in which both a p-type electrode and an n-type electrode are formed only on one surface (back surface) of a semiconductor substrate, but also MWT.
  • a semiconductor device manufacturing method capable of stably forming a high concentration dopant diffusion layer and a low concentration dopant diffusion layer at a desired position. It can be suitably used for the manufacture of semiconductor devices such as a solar cell having an electrode on the light receiving surface and a back surface, and a back electrode solar cell having an electrode only on the back surface of the semiconductor substrate.
  • the present invention provides a back surface that can be stably formed at a predetermined fine interval between the first conductivity type dopant diffusion layer and the second conductivity type dopant diffusion layer formed on the back surface of the semiconductor substrate.
  • a method for manufacturing a semiconductor device such as an electrode-type solar cell can be provided.

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Abstract

 厚膜部(2a)、開口部(2b)および薄膜部(2c)の少なくとも2つを含む拡散抑制マスク(2)を半導体基板(1)の表面上に形成する工程と、拡散抑制マスク(2)の表面を覆うようにドーパントを含有するドーパント拡散剤(3,4,72,73)を塗布する工程と、ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から半導体基板(1)の表面にドーパントを拡散させる工程とを含む半導体装置の製造方法と、半導体基板(1)の一方の表面側に、高濃度第1導電型ドーパント拡散層(5)と、高濃度第2導電型ドーパント拡散層(6)と、低濃度第1導電型ドーパント拡散層(16)と、低濃度第2導電型ドーパント拡散層(17)と、を含む半導体装置である。

Description

半導体装置の製造方法および半導体装置
 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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可能な半導体装置の製造方法に関する。
 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体基板の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層と第2導電型ドーパント拡散層との間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる半導体装置の製造方法に関する。
 さらに、本発明は、半導体装置に関し、特に、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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可能な半導体装置に関する。
 近年、特に地球環境の保護の観点から、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池は次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。
 太陽電池の種類には、化合物半導体を用いたものや有機材料を用いたものなどの様々なものがあるが、現在、シリコン結晶を用いた太陽電池が主流となっている。そして、現在、最も多く製造および販売されている太陽電池は、太陽光が入射する側の面(受光面)にn電極が形成され、受光面と反対側の面(裏面)にp電極が形成されて製造されている。
 また、たとえば国際公開第2007/081510号パンフレット(特許文献1)には、太陽電池の受光面には電極を形成せず、裏面のみにn電極およびp電極を形成した裏面電極型太陽電池の製造方法が開示されている。
 以下、図20(a)および図20(b)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20(a)に示すように、シリコン基板100のテクスチャ構造108が形成されている側の反対側の表面となる裏面に、低濃度n型ドーパント源101、高濃度n型ドーパント源102、低濃度p型ドーパント源103および高濃度p型ドーパント源104をインクジェット法またはスクリーン印刷法などにより形成する。
 次に、図20(b)に示すように、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、低濃度n型ドーパント源101からn型ドーパントを低濃度に拡散させて低濃度n型ドーパント拡散層116を形成するとともに、高濃度n型ドーパント源102からn型ドーパントを高濃度に拡散させて高濃度n型ドーパント拡散層105を形成し、さらには低濃度p型ドーパント源103からp型ドーパントを低濃度に拡散させて低濃度p型ドーパント拡散層115を形成するとともに、高濃度p型ドーパント源104からp型ドーパントを高濃度に拡散させて高濃度p型ドーパント拡散層106を形成するとされている。
 また、たとえば特開2008-78665号公報(特許文献2)にも、太陽電池の受光面には電極を形成せず、裏面のみにn電極およびp電極を形成した裏面電極型太陽電池の製造方法が開示されている。
 以下、図21(a)~図21(e)の模式的断面図を参照して、特許文献2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21(a)に示すように、シリコン基板200の表面をテクスチャエッチングすることによってテクスチャ構造201を形成する。
 次に、図21(b)に示すように、シリコン基板200の表面のテクスチャ構造201上に反射防止膜202を形成する。
 次に、図21(c)に示すように、シリコン基板200のテクスチャ構造201が形成されている側と反対側の裏面にp型ドーパントとしてのボロンを含むボロンペースト203と、n型ドーパントとしてのリンを含むリンペースト204をそれぞれスクリーン印刷により形成する。
 次に、図21(d)に示すように、シリコン基板200の裏面のボロンペースト203およびリンペースト204をそれぞれ覆うようにして酸化シリコン膜205を形成する。
 次に、図21(e)に示すように、シリコン基板200を熱処理することによって、シリコン基板200の裏面のボロンペースト203からボロンを拡散させるとともに、リンペースト204からリンを拡散させて、シリコン基板200の裏面にp+層206とn+層207とを形成する。
 ここで、特許文献2に記載の方法においては、シリコン基板200の裏面のボロンペースト203およびリンペースト204はそれぞれ酸化シリコン膜205で覆われていることから、シリコン基板200の熱処理時におけるボロンペースト203からのボロンのアウトディフュージョン(外部拡散)とリンペースト204からのリンのアウトディフュージョン(外部拡散)とを回避することができるとされている。
 その後、シリコン基板200の裏面の酸化シリコン膜205を除去した後に、p+層206に接するp電極とn+層207に接するn電極とを形成して、裏面電極型太陽電池が製造される。
国際公開第2007/081510号パンフレット 特開2008-78665号公報
 図20(b)に示すように、シリコン基板100の裏面の高濃度n型ドーパント拡散層105および高濃度p型ドーパント拡散層106のような異なる導電型の高濃度ドーパント拡散層の間に低濃度n型ドーパント拡散層116および低濃度p型ドーパント拡散層115のような低濃度ドーパント拡散層が形成される場合には、特性の高い裏面電極型太陽電池が得られることが最近の研究でわかってきている。
 しかしながら、上記の特許文献1に記載の方法においては、低濃度n型ドーパント源101、高濃度n型ドーパント源102、低濃度p型ドーパント源103および高濃度p型ドーパント源104をインクジェット法またはスクリーン印刷法により形成した後にシリコン基板100の熱処理が行なわれる。
 したがって、特許文献1に記載の方法においては、シリコン基板100の熱処理時に上記のドーパント源からドーパントがアウトディフュージョン(外部拡散)することによって、異なる導電型のドーパントが相互に拡散し合うため、シリコン基板の裏面におけるドーパントの拡散の制御ができず、たとえば図20(b)に示すように、高濃度n型ドーパント拡散層105、高濃度p型ドーパント拡散層106、低濃度n型ドーパント拡散層116および低濃度p型ドーパント拡散層115を所望の位置に安定して形成することができないという問題があった。
 また、上記の特許文献2に記載の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、p+層206およびn+層207の形成位置がそれぞれボロンペースト203およびリンペースト204のスクリーン印刷によって制御されるため、p+層206とn+層207との間に微細な間隔を空けて形成することが困難であった。
 裏面電極型太陽電池においては、シリコン基板などの半導体基板の裏面におけるp+層とn+層との間の間隔が微細であるほど特性が向上することが知られているが、特許文献2に記載の方法により得られる裏面電極型太陽電池の特性には限界がある。
 以上のような問題は、裏面電極型太陽電池に限られる問題ではなく、裏面電極型太陽電池などの太陽電池を含む半導体装置全体にも共通する。
 上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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可能な半導体装置の製造方法を提供することにある。
 また、本発明の目的は、半導体基板の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層と第2導電型ドーパント拡散層との間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成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。
 さらに、本発明の目的は、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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可能な半導体装置を提供することにある。
 本発明は、半導体基板の表面上に開口部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクの表面の少なくとも一部を覆うように第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拡散抑制マスクの開口部を通して半導体基板の表面にドーパントを拡散させることによって高濃度ドーパント拡散層を形成する工程と、ドーパント拡散剤から拡散抑制マスクの厚膜部を通して半導体基板の表面にドーパントを拡散させることによって低濃度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。
 また、本発明は、半導体基板の表面上に薄膜部と薄膜部よりも厚い膜厚を有する厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクの表面の少なくとも一部を覆うように第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拡散抑制マスクの薄膜部を通して半導体基板の表面にドーパントを拡散させることによって高濃度ドーパント拡散層を形成する工程と、ドーパント拡散剤から拡散抑制マスクの厚膜部を通して半導体基板の表面にドーパントを拡散させることによって低濃度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。
 また、本発明は、半導体基板の表面上に開口部と薄膜部と薄膜部よりも厚い膜厚を有する厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクの表面の少なくとも一部を覆うように第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拡散抑制マスクの開口部および薄膜部の少なくとも一方を通して半導体基板の表面にドーパントを拡散させることによって高濃度ドーパント拡散層を形成する工程と、ドーパント拡散剤から拡散抑制マスクの厚膜部を通して半導体基板の表面にドーパントを拡散させることによって低濃度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、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含有ガスから拡散抑制マスクを通して半導体基板の表面にドーパントを拡散させる工程をさらに含むことが好ましい。
 また、本発明の半導体装置の製造方法においては、高濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度が1×1019/cm3以上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、低濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度が1×1017/cm3以上1×1019/cm3未満であることが好ましい。
 また、本発明は、半導体基板の表面上に開口部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクの表面の少なくとも一部を覆うように第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の表面にドーパントを拡散させ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、ドーパントを拡散させる工程において、拡散抑制マスクの開口部に対応する半導体基板の表面領域にドーパント拡散層を形成することが好ましい。
 また、本発明は、半導体基板の表面上に薄膜部と薄膜部よりも厚い膜厚を有する厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクの表面の少なくとも一部を覆うように第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の表面にドーパントを拡散させ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、ドーパントを拡散させる工程において、拡散抑制マスクの薄膜部に対応する半導体基板の表面領域にドーパント拡散層を形成することが好ましい。
 また、本発明は、半導体基板の表面上に開口部と薄膜部と薄膜部よりも厚い膜厚を有する厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクの表面の少なくとも一部を覆うように第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の表面にドーパントを拡散させ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、ドーパントを拡散させる工程において、拡散抑制マスクの開口部および薄膜部にそれぞれ対応する半導体基板の表面領域にドーパント拡散層を形成することが好ましい。
 また、本発明の半導体装置の製造方法においては、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含有ガスから半導体基板の表面にドーパントを拡散させる工程をさらに含むことが好ましい。
 また、本発明の半導体装置の製造方法においては、厚膜部はドーパントを半導体基板の表面に到達させない厚さであることが好ましい。
 さらに、本発明は、半導体基板と、半導体基板の一方の表面側に形成された、高濃度第1導電型ドーパント拡散層と、高濃度第2導電型ドーパント拡散層と、低濃度第1導電型ドーパント拡散層と、低濃度第2導電型ドーパント拡散層と、を含み、高濃度第1導電型ドーパント拡散層と高濃度第2導電型ドーパント拡散層とは間隔をあけて配置されており、低濃度第1導電型ドーパント拡散層は高濃度第1導電型ドーパント拡散層に隣接して配置されているとともに、低濃度第2導電型ドーパント拡散層は高濃度第2導電型ドーパント拡散層に隣接して配置されており、高濃度第1導電型ドーパント拡散層と高濃度第2導電型ドーパント拡散層との間において、低濃度第1導電型ドーパント拡散層と低濃度第2導電型ドーパント拡散層とが隣接している半導体装置である。
 なお、本発明の半導体装置の製造方法において、上記の高濃度ドーパント拡散層を形成する工程と、上記の低濃度ドーパント拡散層を形成する工程とは、同時に行なわれてもよく、同時に行なわれなくてもよい。
 また、本発明の半導体装置の製造方法において、上記の高濃度ドーパント拡散層を形成する工程と、上記の低濃度ドーパント拡散層を形成する工程との工程の順序も特には限定されない。
 本発明によれば、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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可能な半導体装置の製造方法を提供することができる。
 また、本発明によれば、半導体基板の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層と第2導電型ドーパント拡散層との間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成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。
 さらに、本発明によれば、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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可能な半導体装置を提供することができる。
(a)~(j)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の一例を図解する模式的な断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例である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模式的な平面図である。 (a)~(j)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(j)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(j)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(k)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(f)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(c)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(d)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(d)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(j)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の一例を図解する模式的な断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の一例によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面の模式的な平面図である。 (a)~(j)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(j)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(j)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(k)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(c)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(d)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)~(d)は、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。 (a)および(b)は、特許文献1に記載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)~(e)は、特許文献2に記載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。
 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(j)の模式的断面図を参照して、本発明の半導体装置の製造方法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、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の導電型も特に限定されず、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く、n型およびp型のいずれの導電型を有していなくてもよい。
 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。
 次に、図1(b)に示すように、半導体基板1の一方の表面に拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は、膜厚を有しない開口部2bと膜厚を有する厚膜部2aとから構成されている。
 拡散抑制マスク2の厚膜部2aの膜厚は、厚膜部2aを通して第1導電型ドーパントまたは第2導電型ドーパントが拡散して後述する低濃度ドーパント拡散層を形成することができるものであれば特に限定されない。
 また、拡散抑制マスク2(本実施の形態では拡散抑制マスク2の厚膜部2a)としては、たとえば、半導体基板1の表面に開口部2bの形成箇所に対応する部分に開口を有するマスキングペーストを塗布した後に、マスキングペーストを焼成する方法などによって行なうことができる。マスキングペースト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。
 なお、マスキングペーストとしては、たとえば、溶剤、増粘剤、ならびに酸化シリコン前駆体および/または酸化チタン前駆体を含むものなどを用いることができる。また、マスキングペーストとしては、増粘剤を含まないものも用いることができる。
 ここで、溶剤としては、たとえば、エチレングリコール、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、ジエチルセロソルブ、セロソルブアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジ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アセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールアセテート、トリエチルグリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、液体ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピルグリコール、ジ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エチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジアール、1,5-ペンタンジアール、ヘキシレングリコール、グリセリン、グリセリルアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリルトリアセテート、トリメチロールプロピン、1,2,6-ヘキサントリオール、1,2-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、オクタンジオール、1,2-ブタンジオール、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、増粘剤としては、エチルセルロース、ポリビニルピロリドンまたは双方の混合物を用いるのが望ましいが、様々な品質および特性のベントナイト、様々な極性溶剤混合物用の一般に無機のレオロジー添加剤、ニトロセルロースおよびその他のセルロース化合物、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、高分散性非晶質ケイ酸(Aerosil(登録商標))、ポリビニルブチラール(Mowital(登録商標))、ナトリウムカルボキシメチルセルロース(vivistar)、熱可塑性ポリアミド樹脂(Eurelon(登録商標))、有機ヒマシ油誘導体(Thixin R(登録商標))、ジアミド・ワックス(Thixatrol plus(登録商標))、膨潤ポリアクリル酸塩(Rheolate(登録商標))、ポリエーテル尿素-ポリウレタン、ポリエーテル-ポリオールなどを用いることもできる。
 また、酸化シリコン前駆体としては、たとえば、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)のような一般式R’nSi(OR)4-n(R’はメチル、エチルまたはフェニル、Rはメチル、エチル、n-プロピルまたはi-プロピル、nは0、1または2)で示される物質を用いることができる。
 また、酸化チタン前駆体には、たとえば、Ti(OH)4のほか、TPT(テトライソプロポキシチタン)のようなR’nTi(OR)4-nで示される物質(R’はメチル、エチルまたはフェニル、Rはメチル、エチル、n-プロピルまたはi-プロピル、nは0、1または2)であり、その他TiCl4、TiF4、TiOSO4なども含まれる。
 また、拡散抑制マスク2(本実施の形態では拡散抑制マスク2の厚膜部2a)としては、たとえば、半導体基板1の表面全面にCVD(Chemical Vapor Deposition)法などによって、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化チタン膜または酸化アルミニウム膜を単層のまたは複数層積層された膜を形成した後に、その膜の一部を除去することによって形成することができる。上記の材質からなる膜の一部の除去は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いて開口部2b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上記の膜の表面に形成した後にレジストパターンの開口からエッチングなどにより上記の膜を除去する方法、または開口部2bの形成箇所に対応する拡散抑制マスク上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拡散抑制マスク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などのアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテル、プロピレンカーボネートなどのエステルまたはN-メチル-2-ピロリドンなどのケト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などのポリアミド樹脂またはポリビニルピロリドンなどのビニル基が重合したポリマーなどの少なくとも1種を用いることができる。
 次に、図1(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2を覆うように第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を塗布する。
 ここで、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の塗布方法としてはそれぞれ、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、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る。
 また、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はそれぞれ、溶剤および増粘剤を含んでいてもよい。ここで、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にそれぞれ含まれ得る溶剤および増粘剤としては、たとえば、上記において、マスキングペーストに含まれ得る溶剤および増粘剤として説明したものを単独でまたは2種以上併用して用いることができる。
 次に、図1(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から半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントを拡散させて高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および低濃度第1導電型ドーパント拡散層16を形成するとともに、第2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントを拡散させて高濃度第2導電型ドーパント拡散層6および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17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から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第1導電型ドーパント拡散層5が形成され、第1導電型ドーパント拡散剤3から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第1導電型ドーパント拡散層16が形成される。なお、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5は、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16よりも高い第1導電型ドーパント濃度を有することは言うまでもない。
 また、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第2導電型ドーパント拡散層6が形成され、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第2導電型ドーパント拡散層17が形成される。なお、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6は、低濃度第2導電型ドーパント拡散層17よりも高い第2導電型ドーパント濃度を有することは言うまでもない。
 すなわち、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を通して第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からそれぞれ第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントをそれぞれ拡散させているため、開口部2bを通過して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量を厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量よりも多くすることができる。
 これにより、拡散抑制マスク2の開口部2bに対応する半導体基板1の表面領域には高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)が形成され、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域には低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)が形成されることになる。
 なお、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、高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)および低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)を安定して形成する観点からは、半導体基板1をたとえば850℃以上1000℃以下の温度でたとえば20分以上50分以下加熱することができる。
 次に、図1(e)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク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。これにより、半導体基板1の表面において、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17の表面がそれぞれ露出することになる。
 次に、図1(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5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17がそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7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、プラズマCVD法などにより形成した、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。
 次に、図1(g)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 ここで、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。
 次に、図1(h)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。反射防止膜9は、たとえば、プラズマCVD法などにより形成した、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。
 次に、図1(i)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を形成して、コンタクトホールから高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6のそれぞれの表面を露出させる。
 ここで、コンタクトホールは、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、上記で説明したエッチングペーストと同様のものを用いることができる。
 次に、図1(j)に示すように、コンタクトホールを通して、高濃度第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と、高濃度第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とを形成する。
 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2に、本実施の形態における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模式的な平面図を示す。
 ここで、裏面電極型太陽電池の裏面においては、図2に示すように、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、半導体基板1の裏面には、円状の2つのアライメントマーク20が半導体基板1の裏面の対角にそれぞれ配置されている。
 また、半導体基板1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高濃度第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、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第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、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第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。
 なお、図1(a)~図1(j)においては、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5と、1つの高濃度第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5と、複数の高濃度第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。
 本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、厚膜部2aと開口部2bとを有する拡散抑制マスク2およびドーパント拡散剤(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)の設置によって、高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)および低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)を所望の位置に形成することになる。
 したがって、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、半導体基板1の熱処理時にドーパント拡散剤からドーパントがアウトディフュージョン(外部拡散)した場合でもアウトディフュージョンしたドーパントが半導体基板1の表面の異なる箇所に拡散するのを拡散抑制マスク2の厚膜部2aによって有効に抑止することができるため、上記の特許文献1に記載の方法と比べて、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6の形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の開口部2bの形成)工程を、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6の形成時にそれぞれ1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17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、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導電型の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導電型の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導電型の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導電型の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。
 また、裏面電極型太陽電池を高特性とする観点からは、高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)のドーパント濃度を1×1019/cm3以上とすることが好ましい。
 また、裏面電極型太陽電池を高特性とする観点からは、低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)のドーパント濃度を1×1017/cm3以上1×1019/cm3未満とすることが好ましく、5×1017/cm3以上1×1018/cm3以下とすることがより好ましい。
 <実施の形態2>
 本実施の形態においては、拡散抑制マスク2が、開口部2bと、薄膜部2cと、薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとから構成される点を特徴としている。その他は実施の形態1と同様である。
 以下、図3(a)~図3(j)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3(a)~図3(j)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5と、1つの高濃度第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5と、複数の高濃度第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3(a)に示すように、半導体基板1を用意し、続いて、図3(b)に示すように、半導体基板1の表面の一部に開口部2bと薄膜部2cと薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。ここで、本実施の形態における拡散抑制マスク2は、たとえば実施の形態1における拡散抑制マスク2と同様の方法で形成することができる。なお、拡散抑制マスク2の厚膜部2aと薄膜部2cとは、たとえば、インクジェット塗布などによりマスキングペーストを重ねて塗布することなどによりマスキングペーストの塗布厚さを変えることによって形成することが可能である。
 なお、拡散抑制マスク2の薄膜部2cの膜厚は、薄膜部2cを通して第1導電型または第2導電型のドーパントが拡散して後述する高濃度ドーパント拡散層を形成することができるものであれば特に限定されない。
 次に、図3(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2を覆うように第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を塗布する。本実施の形態においては、第1導電型ドーパント拡散剤3を拡散抑制マスク2の開口部2bに対応する位置に形成し、第2導電型ドーパント拡散剤4を拡散抑制マスク2の薄膜部2cに対応する位置に形成しているが、この構成に限定されず、たとえば、第1導電型ドーパント拡散剤3と第2導電型ドーパント拡散剤4の形成位置を入れ替えてもよい。
 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3(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の表面に第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントをそれぞれ拡散させて、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、低濃度第2導電型ドーパント拡散層17および高濃度第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から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第1導電型ドーパント拡散層5が形成され、第1導電型ドーパント拡散剤3から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第1導電型ドーパント拡散層16が形成される。
 また、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の薄膜部2cを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第2導電型ドーパント拡散層6が形成され、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第2導電型ドーパント拡散層17が形成される。
 すなわち、この場合にも、開口部2bと薄膜部2cと薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を通して第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からそれぞれ第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントがそれぞれ拡散するため、開口部2bおよび薄膜部2cをそれぞれ通過して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量が厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量よりも多くなる。
 これにより、本実施の形態においても、拡散抑制マスク2の開口部2bおよび薄膜部2cに対応する半導体基板1の表面領域には高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)が形成され、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域には低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)が形成されることになる。
 次に、図3(e)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク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の表面に、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17の表面をそれぞれ露出させる。
 次に、図3(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5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17がそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7を形成する。
 次に、図3(g)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 次に、図3(h)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。
 次に、図3(i)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を形成して、コンタクトホールから高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6のそれぞれの表面を露出させる。
 次に、図3(j)に示すように、コンタクトホールを通して、高濃度第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と、高濃度第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とを形成する。
 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、裏面電極型太陽電池を作製することができる。
 本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、開口部2bと薄膜部2cと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2およびドーパント拡散剤(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)の設置によって、高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)および低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)を所望の位置に形成することになる。
 したがって、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、半導体基板1の熱処理時にドーパント拡散剤からドーパントがアウトディフュージョン(外部拡散)した場合でもアウトディフュージョンしたドーパントが半導体基板1の表面の異なる箇所に拡散するのを拡散抑制マスク2の厚膜部2aによって有効に抑止することができるため、上記の特許文献1に記載の方法と比べて、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6の形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の開口部2bおよび薄膜部2cの形成)工程を、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6の形成時にそれぞれ1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17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。
 さらに、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、半導体基板1に対する第1導電型ドーパントの拡散係数と第2導電型ドーパントの拡散係数とが大きく異なる場合であっても、薄膜部2cによってドーパントの拡散を調整することが可能となるため、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17のドーピングプロファイル(ドーパント濃度分布)をより適したものとすることができる。
 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、拡散抑制マスク2が、薄膜部2cと薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとから構成される点を特徴としている。その他は実施の形態1および実施の形態2と同様である。
 以下、図4(a)~図4(j)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4(a)~図4(j)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5と、1つの高濃度第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5と、複数の高濃度第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4(a)に示すように、半導体基板1を用意し、続いて、図4(b)に示すように、半導体基板1の表面の一部に薄膜部2cと薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。なお、本実施の形態における拡散抑制マスク2は、たとえば実施の形態1および実施の形態2における拡散抑制マスク2と同様の方法で形成することができる。
 次に、図4(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2を覆うように第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および実施の形態2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4(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の表面に第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントをそれぞれ拡散させて、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、低濃度第2導電型ドーパント拡散層17および高濃度第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から拡散抑制マスク2の薄膜部2cを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第1導電型ドーパント拡散層5が形成され、第1導電型ドーパント拡散剤3から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第1導電型ドーパント拡散層16が形成される。
 また、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の薄膜部2cを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第2導電型ドーパント拡散層6が形成され、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第2導電型ドーパント拡散層17が形成される。
 すなわち、この場合にも、薄膜部2cと薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を通して第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からそれぞれ第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントがそれぞれ拡散するため、薄膜部2cを通過して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量が厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量よりも多くなる。
 これにより、本実施の形態においても、拡散抑制マスク2の薄膜部2cに対応する半導体基板1の表面領域には高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)が形成され、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域には低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)が形成されることになる。
 次に、図4(e)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク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の表面に、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17の表面をそれぞれ露出させる。
 次に、図4(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5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17がそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7を形成する。
 次に、図4(g)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 次に、図4(h)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。
 次に、図4(i)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を形成して、コンタクトホールから高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6のそれぞれの表面を露出させる。
 次に、図4(j)に示すように、コンタクトホールを通して、高濃度第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と、高濃度第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とを形成する。
 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、裏面電極型太陽電池を作製することができる。
 本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、薄膜部2cと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2およびドーパント拡散剤(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)の設置によって、高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)および低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)を所望の位置に形成することになる。
 したがって、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、半導体基板1の熱処理時にドーパント拡散剤からドーパントがアウトディフュージョン(外部拡散)した場合でもアウトディフュージョンしたドーパントが半導体基板1の表面の異なる箇所に拡散するのを拡散抑制マスク2の厚膜部2aによって有効に抑止することができるため、上記の特許文献1に記載の方法と比べて、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6の形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の薄膜部2cの形成)工程を、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6の形成時にそれぞれ1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17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。
 <実施の形態4>
 本実施の形態においては、半導体基板の表面における第1導電型ドーパントの拡散を第1導電型ドーパント拡散剤による塗布拡散に代えて第1導電型ドーパントを含む第1導電型ドーパント含有ガスによる気相拡散により行なうことを特徴としている。
 以下、図5(a)~図5(j)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5(a)~図5(j)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5と、1つの高濃度第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5と、複数の高濃度第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5(a)に示すように、半導体基板1を用意し、続いて、図5(b)に示すように、半導体基板1の表面の一部に開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は、実施の形態1~3と同様の方法で形成することができる。
 次に、図5(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2の一部を覆うように第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。
 次に、図5(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2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントを拡散させて、低濃度第2導電型ドーパント拡散層17および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6を形成するとともに、第1導電型ドーパント含有ガス15を流すことによって半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントを拡散させて、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および高濃度第1導電型ドーパント拡散層5を形成する。
 なお、第1導電型ドーパント含有ガス15を用いた第1導電型ドーパントの拡散工程は第2導電型ドーパントの拡散工程と同一の工程で行なってもよく、第2導電型ドーパントの拡散工程の直前および/または直後に連続して行なってもよい。
 ここで、上記の第1導電型ドーパント含有ガス15を用いた気相拡散により、第1導電型ドーパント含有ガス15から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第1導電型ドーパント拡散層5が形成され、第1導電型ドーパント含有ガス15から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第1導電型ドーパント拡散層16が形成される。
 また、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第2導電型ドーパント拡散層6が形成され、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第2導電型ドーパント拡散層17が形成される。
 すなわち、この場合にも、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を通して第1導電型ドーパント含有ガス15および第2導電型ドーパント拡散剤4からそれぞれ第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントがそれぞれ拡散するため、開口部2bを通過して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量が厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量よりも多くなる。
 これにより、本実施の形態においても、拡散抑制マスク2の開口部2bに対応する半導体基板1の表面領域には高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)が形成され、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域には低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)が形成されることになる。
 なお、第1導電型ドーパント含有ガス15としては、第1導電型がp型である場合には、たとえばBBr3のようなボロンなどのp型ドーパントを含むガスを用いることができ、第1導電型がn型である場合には、たとえばPOCl3のようなリンなどのn型ドーパントを含むガスを用いることができる。
 次に、図5(e)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク2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の表面に、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17の表面をそれぞれ露出させる。
 次に、図5(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5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17がそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7を形成する。
 次に、図5(g)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 次に、図5(h)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。
 次に、図5(i)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を形成して、コンタクトホールから高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6のそれぞれの表面を露出させる。
 次に、図5(j)に示すように、コンタクトホールを通して、高濃度第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と、高濃度第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とを形成する。
 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、裏面電極型太陽電池を作製することができる。
 本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2の設置、ドーパント拡散剤(第2導電型ドーパント拡散剤4)の設置および第1導電型ドーパント含有ガス15を用いた気相拡散によって、高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)および低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)を所望の位置に形成することになる。
 したがって、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、半導体基板1の熱処理時にドーパント拡散剤からドーパントがアウトディフュージョン(外部拡散)した場合でもアウトディフュージョンしたドーパントが半導体基板1の表面の異なる箇所に拡散するのを拡散抑制マスク2の厚膜部2aによって有効に抑止することができるため、上記の特許文献1に記載の方法と比べて、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6の形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の開口部2bの形成)工程を、1回で行なうことが可能であるため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17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、本実施の形態においては、第1導電型ドーパントを含む第1導電型ドーパント含有ガス15による第1導電型ドーパントの気相拡散と第2導電型ドーパント拡散剤4による第2導電型ドーパントの塗布拡散とを行なっているが、第1導電型と第2導電型とを入れ替えて、第2導電型ドーパントを含む第2導電型ドーパント含有ガスによる第2導電型ドーパントの気相拡散と第1導電型ドーパント拡散剤による第1導電型ドーパントの塗布拡散とを行なってもよい。
 また、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。
 <実施の形態5>
 本実施の形態においては、第2導電型ドーパント拡散剤4の塗布後に、拡散抑制マスク2および第2導電型ドーパント拡散剤4を覆うように第1導電型ドーパント拡散剤3を塗布することを特徴としている。
 以下、図6(a)~図6(k)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6(a)~図6(k)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5と、1つの高濃度第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5と、複数の高濃度第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6(a)に示すように、半導体基板1を用意し、続いて、図6(b)に示すように、半導体基板1の表面の一部に開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は、実施の形態1~4と同様の方法で形成することができる。
 次に、図6(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2の一部を覆うように第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。
 次に、図6(d)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2の一部および第2導電型ドーパント拡散剤4を覆うように第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6(e)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の表面に第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントをそれぞれ拡散させて、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、低濃度第2導電型ドーパント拡散層17および高濃度第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から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第1導電型ドーパント拡散層5が形成され、第1導電型ドーパント拡散剤3から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第1導電型ドーパント拡散層16が形成される。
 また、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第2導電型ドーパント拡散層6が形成され、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第2導電型ドーパント拡散層17が形成される。
 すなわち、この場合にも、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を通して第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からそれぞれ第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントがそれぞれ拡散するため、開口部2bを通過して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量が厚膜部2aを通して半導体基板1の表面に拡散するドーパントの量よりも多くなる。
 これにより、本実施の形態においても、拡散抑制マスク2の開口部2bに対応する半導体基板1の表面領域には高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)が形成され、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域には低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)が形成されることになる。
 次に、図6(f)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク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の表面に、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17の表面をそれぞれ露出させる。
 次に、図6(g)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5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17がそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7を形成する。
 次に、図6(h)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 次に、図6(i)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。
 次に、図6(j)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を形成して、コンタクトホールから高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6のそれぞれの表面を露出させる。
 次に、図6(k)に示すように、コンタクトホールを通して、高濃度第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と、高濃度第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とを形成する。
 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、裏面電極型太陽電池を作製することができる。
 本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2およびドーパント拡散剤(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)の設置によって、高濃度ドーパント拡散層(高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6)および低濃度ドーパント拡散層(低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17)を所望の位置に形成することになる。
 本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6の形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の開口部2bの形成)工程を、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5および高濃度第2導電型ドーパント拡散層6のそれぞれについて1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においても、高濃度第1導電型ドーパント拡散層5、高濃度第2導電型ドーパント拡散層6、低濃度第1導電型ドーパント拡散層16および低濃度第2導電型ドーパント拡散層17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、本実施の形態においては、拡散抑制マスク2および第2導電型ドーパント拡散剤4を覆うように第1導電型ドーパント拡散剤3を塗布しているが、第1導電型と第2導電型とを入れ替えて、拡散抑制マスク2および第1導電型ドーパント拡散剤3を覆うように第2導電型ドーパント拡散剤4を塗布してもよい。
 また、本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態1~4と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態6>
 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構成の太陽電池を作製することを特徴としている。
 以下、図7(a)~図7(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7(a)に示すように、p型半導体基板71を用意し、続いて、図7(b)に示すように、p型半導体基板71の表面に開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は実施の形態1~5と同様にして形成することができる。
 次に、図7(c)に示すように、p型半導体基板71の表面の拡散抑制マスク2を覆うようにリンなどのn型ドーパントを含有するn型ドーパント拡散剤72を塗布する。なお、n型ドーパント拡散剤72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。
 次に、図7(d)に示すように、p型半導体基板71を熱処理することによって、n型ドーパント拡散剤72からp型半導体基板71の表面にn型ドーパントを拡散させて、p型半導体基板71の表面に低濃度n型ドーパント拡散層76および高濃度n型ドーパント拡散層75をそれぞれ形成する。
 ここで、上記のp型半導体基板71の熱処理により、n型ドーパント拡散剤72から拡散抑制マスク2の開口部2bを通してp型半導体基板71の表面にn型ドーパントが拡散することによって高濃度n型ドーパント拡散層75が形成され、n型ドーパント拡散剤72から拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通してp型半導体基板71の表面にn型ドーパントが拡散することによって低濃度n型ドーパント拡散層76が形成される。
 すなわち、この場合にも、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を通してn型ドーパント拡散剤72からn型ドーパントが拡散するため、開口部2bを通過してp型半導体基板71の表面に拡散するn型ドーパントの量が厚膜部2aを通してp型半導体基板71の表面に拡散するドーパントの量よりも多くなる。
 これにより、本実施の形態においても、拡散抑制マスク2の開口部2bに対応するp型半導体基板71の表面領域には高濃度ドーパント拡散層(高濃度n型ドーパント拡散層75)が形成され、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応するp型半導体基板71の表面領域には低濃度ドーパント拡散層(低濃度n型ドーパント拡散層76)が形成されることになる。
 次に、図7(e)に示すように、p型半導体基板71の表面から拡散抑制マスク2およびn型ドーパント拡散剤72を除去することによって、p型半導体基板71の表面に、高濃度n型ドーパント拡散層75および低濃度n型ドーパント拡散層76の表面をそれぞれ露出させ、高濃度n型ドーパント拡散層75の表面上にn電極77を形成する。
 次に、図7(f)に示すように、p型半導体基板71の受光面となる表面の反対側の裏面にアルミニウムなどのp型ドーパントを含有するp型ドーパント拡散剤73を塗布した後にp型半導体基板71を熱処理することによってp型ドーパント拡散剤73からp型半導体基板71の裏面にp型ドーパントを拡散させてp型ドーパント拡散層74を形成する。そして、p型半導体基板71の裏面となる表面に形成されたp型ドーパント拡散剤73上にp電極78を形成する。
 なお、p型ドーパント拡散剤73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、n電極77およびp電極78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、半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を備えた構成の太陽電池を作製することができる。
 本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2およびドーパント拡散剤(n型ドーパント拡散剤72)の設置によって、高濃度ドーパント拡散層(高濃度n型ドーパント拡散層75)および低濃度ドーパント拡散層(低濃度n型ドーパント拡散層76)を所望の位置に形成することになる。
 本実施の形態においては、n型とp型の導電型が入れ替わっていてもよく、実施の形態1~5と同様に、反射防止膜、テクスチャ構造およびパッシベーション膜などが形成されていてもよい。
 また、図7(a)~図7(f)においては、説明の便宜上、p型半導体基板71に1つの高濃度n型ドーパント拡散層75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n型ドーパント拡散層75が形成されてもよいことは言うまでもない。
 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1~5と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態7>
 本実施の形態においては、p型ドーパント拡散層とn型ドーパント拡散層とを個別に形成する点に特徴がある。以下、図8(a)~図8(c)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8(a)に示すように、一方の表面上に厚膜部2aと開口部2bとを有する拡散抑制マスク2が形成されたn型シリコン基板80をPOCl3などのリンを含むドーパントガス83に曝す。ここで、n型シリコン基板80は、たとえば850℃~950℃の温度に熱処理された状態でたとえば20分~30分間リンを含むドーパントガス83に曝すことができる。
 これにより、図8(b)に示すように、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にリンが拡散することによって高濃度n型ドーパント拡散層75が形成され、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通してn型シリコン基板80の表面にリンが拡散することによって低濃度n型ドーパント拡散層76が形成される。
 すなわち、この場合にも、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を通してn型ドーパントであるリンが拡散するため、開口部2bを通過してn型シリコン基板80の表面に拡散するリンの量が厚膜部2aを通してn型シリコン基板80の表面に拡散するリンの量よりも多くなる。
 次に、n型シリコン基板80の表面に形成された拡散抑制マスク2を一旦すべて除去した後に、再度、図8(c)に示すように、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成し、その後、拡散抑制マスク2を覆うようにしてボロンを含むp型ドーパント拡散剤73を塗布した後に、n型シリコン基板80を熱処理することによって、高濃度p型ドーパント拡散層81が形成される。ここで、n型シリコン基板80は、たとえば950℃~1000℃の温度にたとえば50分間加熱することができる。
 ここで、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散することによって高濃度p型ドーパント拡散層81が形成される一方で、拡散抑制マスク2の厚膜部2aによってn型シリコン基板80の表面へのボロンの拡散が防止される。その後は、実施の形態1~5と同様にして裏面電極型太陽電池を作製する。
 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1~5と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態8>
 本実施の形態においても、p型ドーパント拡散層とn型ドーパント拡散層とを個別に形成する点に特徴がある。以下、図9(a)~図9(d)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、n型シリコン基板80の一方の表面上に形成された厚膜部2aと開口部2bとを有する拡散抑制マスク2を覆うようにしてボロンを含むp型ドーパント拡散剤73を塗布した後に、n型シリコン基板80を熱処理することによって、n型シリコン基板80の表面に高濃度p型ドーパント拡散層81および低濃度p型ドーパント拡散層82を形成する。ここで、n型シリコン基板80は、たとえば950℃~1000℃の温度にたとえば50分間加熱することができる。
 なお、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散することによって高濃度p型ドーパント拡散層81が形成されるとともに、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通してn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散することによって低濃度p型ドーパント拡散層82が形成される。
 すなわち、この場合にも、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を通してp型ドーパントであるボロンが拡散するため、開口部2bを通過してn型シリコン基板80の表面に拡散するボロンの量が厚膜部2aを通してn型シリコン基板80の表面に拡散するボロンの量よりも多くなる。
 次に、図9(b)に示すように、n型シリコン基板80の表面上に形成された拡散抑制マスク2をすべて除去する。
 次に、図9(c)に示すように、n型シリコン基板80の表面上に厚膜部2aと開口部2bとを有する拡散抑制マスク2を形成した後に、拡散抑制マスク2を覆うようにしてリンを含むn型ドーパント拡散剤72を塗布する。
 その後、n型シリコン基板80をたとえば850℃~950℃の温度にたとえば20分~30分間熱処理することによって、図9(d)に示すように、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にリンが拡散することによって高濃度n型ドーパント拡散層75が形成される一方で、拡散抑制マスク2の厚膜部2aによってリンの拡散が防止され、その後、拡散抑制マスク2およびn型ドーパント拡散剤72をすべて除去する。その後は、実施の形態1~5と同様にして裏面電極型太陽電池を作製する。
 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1~5と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態9>
 本実施の形態においては、拡散抑制マスクが様々な厚さを有するように形成する点に特徴がある。以下、図10(a)~図10(d)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10(a)に示すように、n型シリコン基板80の表面上に拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は、厚さt1の部分、開口部、厚さt2の部分および厚さt3の部分から構成されている。ここで、厚さt2>厚さt1>厚さt3の関係を満たすように、厚さt1、厚さt2および厚さt3がそれぞれ設定される。
 また、厚さt1は、たとえば100nm以上400nm以下の厚さとすることができ、より具体的には200nm程度の厚さとすることができる。
 また、厚さt2は、たとえば400nm以上の厚さとすることができ、より具体的には400nm程度の厚さとすることができる。
 また、厚さt3は、たとえば50nm以上250nm以下の厚さとすることができ、より具体的には100nm程度の厚さとすることができる。
 次に、図10(b)に示すように、ボロンを含むp型ドーパント拡散剤73を塗布した後に、p型ドーパント拡散剤73および拡散抑制マスク2を覆うようにしてリンを含むn型ドーパント拡散剤72を塗布する。
 次に、図10(c)に示すように、n型シリコン基板80を熱処理することによってn型シリコン基板80の表面に、高濃度p型ドーパント拡散層81、低濃度p型ドーパント拡散層82、高濃度n型ドーパント拡散層75および低濃度n型ドーパント拡散層76を形成する。
 ここで、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部を通してn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散することによって高濃度p型ドーパント拡散層81が形成されるとともに、拡散抑制マスク2の厚さt1の部分を通してn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散することによって低濃度p型ドーパント拡散層82が形成される。
 また、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の厚さt3の部分を通してn型シリコン基板80の表面にリンが拡散することによって高濃度n型ドーパント拡散層75が形成されるとともに、拡散抑制マスク2の厚さt2の部分を通してn型シリコン基板80の表面にリンが拡散することによって低濃度n型ドーパント拡散層76が形成される。
 すなわち、この場合には、拡散抑制マスク2の開口部を通過してn型シリコン基板80の表面に拡散するボロンの量が厚さt1の部分を通してn型シリコン基板80の表面に拡散するボロンの量よりも多くなる。
 また、この場合には、拡散抑制マスク2の厚さt3の部分を通過してn型シリコン基板80の表面に拡散するリンの量が厚さt2の部分を通してn型シリコン基板80の表面に拡散するリンの量よりも多くなる。
 さらには、リンはボロンよりもn型シリコン基板80に深く拡散しやすいため、本実施の形態のように、拡散抑制マスク2の厚さt2>拡散抑制マスク2の厚さt1>拡散抑制マスク2の厚さt3の関係が満たされるように、拡散抑制マスク2を形成することによって、リンの拡散による低濃度n型ドーパント拡散層76とボロンの拡散による低濃度p型ドーパント拡散層82の深さを同等程度にすることができるとともに、リンの拡散による高濃度n型ドーパント拡散層75とボロンの拡散による高濃度p型ドーパント拡散層81の深さを同等程度にすることができる。
 次に、図10(d)に示すように、n型シリコン基板80の表面上に形成された拡散抑制マスク2をすべて除去する。その後は、実施の形態1~5と同様にして裏面電極型太陽電池を作製する。
 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1~5と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態10>
 以下に、図11(a)~図11(j)の模式的断面図を参照して、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の一例について説明する。
 まず、図11(a)に示すように、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の導電型も特に限定されず、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く、n型およびp型のいずれの導電型を有していなくてもよい。
 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。
 次に、図11(b)に示すように、半導体基板1の一方の表面に拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は、膜厚を有しない開口部2bと膜厚を有する厚膜部2aとから構成されている。
 拡散抑制マスク2の厚膜部2aの膜厚は、厚膜部2aを通して第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントが半導体基板1の表面に到達しない膜厚であれば特に限定されない。
 また、拡散抑制マスク2(本実施の形態では拡散抑制マスク2の厚膜部2a)としては、たとえば、半導体基板1の表面に開口部2bの形成箇所に対応する部分に開口を有するマスキングペーストを塗布した後に、マスキングペーストを焼成する方法などによって行なうことができる。マスキングペースト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。
 なお、マスキングペーストとしては、たとえば、溶剤、増粘剤、ならびに酸化シリコン前駆体および/または酸化チタン前駆体を含むものなどを用いることができる。また、マスキングペーストとしては、増粘剤を含まないものも用いることができる。
 ここで、溶剤としては、たとえば、エチレングリコール、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、ジエチルセロソルブ、セロソルブアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジ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アセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールアセテート、トリエチルグリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、液体ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピルグリコール、ジ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エチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジアール、1,5-ペンタンジアール、ヘキシレングリコール、グリセリン、グリセリルアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリルトリアセテート、トリメチロールプロピン、1,2,6-ヘキサントリオール、1,2-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、オクタンジオール、1,2-ブタンジオール、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、増粘剤としては、エチルセルロース、ポリビニルピロリドンまたは双方の混合物を用いるのが望ましいが、様々な品質および特性のベントナイト、様々な極性溶剤混合物用の一般に無機のレオロジー添加剤、ニトロセルロースおよびその他のセルロース化合物、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、高分散性非晶質ケイ酸(Aerosil(登録商標))、ポリビニルブチラール(Mowital(登録商標))、ナトリウムカルボキシメチルセルロース(vivistar)、熱可塑性ポリアミド樹脂(Eurelon(登録商標))、有機ヒマシ油誘導体(Thixin R(登録商標))、ジアミド・ワックス(Thixatrol plus(登録商標))、膨潤ポリアクリル酸塩(Rheolate(登録商標))、ポリエーテル尿素-ポリウレタン、ポリエーテル-ポリオールなどを用いることもできる。
 また、酸化シリコン前駆体としては、たとえば、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)のような一般式R’nSi(OR)4-n(R’はメチル、エチルまたはフェニル、Rはメチル、エチル、n-プロピルまたはi-プロピル、nは0、1または2)で示される物質を用いることができる。
 また、酸化チタン前駆体には、たとえば、Ti(OH)4のほか、TPT(テトライソプロポキシチタン)のようなR’nTi(OR)4-nで示される物質(R’はメチル、エチルまたはフェニル、Rはメチル、エチル、n-プロピルまたはi-プロピル、nは0、1または2)であり、その他TiCl4、TiF4、TiOSO4なども含まれる。
 また、拡散抑制マスク2(本実施の形態では拡散抑制マスク2の厚膜部2a)としては、たとえば、半導体基板1の表面全面にCVD(Chemical Vapor Deposition)法などによって、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化チタン膜または酸化アルミニウム膜を単層のまたは複数層積層された膜を形成した後に、その膜の一部を除去することによって形成することができる。上記の材質からなる膜の一部の除去は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いて開口部2b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上記の膜の表面に形成した後にレジストパターンの開口からエッチングなどにより上記の膜を除去する方法、または開口部2bの形成箇所に対応する拡散抑制マスク上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拡散抑制マスク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などのアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテル、プロピレンカーボネートなどのエステルまたはN-メチル-2-ピロリドンなどのケト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などのポリアミド樹脂またはポリビニルピロリドンなどのビニル基が重合したポリマーなどの少なくとも1種を用いることができる。
 次に、図11(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2を覆うように第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を塗布する。
 ここで、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の塗布方法としてはそれぞれ、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、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る。
 また、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はそれぞれ、溶剤および増粘剤を含んでいてもよい。ここで、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にそれぞれ含まれ得る溶剤および増粘剤としては、たとえば、上記において、マスキングペーストに含まれ得る溶剤および増粘剤として説明したものを単独でまたは2種以上併用して用いることができる。
 次に、図11(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から半導体基板1の表面に第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5aを形成するとともに、第2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第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6a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から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第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5aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第1導電型ドーパント拡散剤3から半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第1導電型ドーパント拡散層5aは形成されない。
 また、同様に、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第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6aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第2導電型ドーパント拡散層6aは形成されない。
 なお、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、ドーパント拡散層(第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a)を安定して形成する観点からは、半導体基板1をたとえば850℃以上1000℃以下の温度でたとえば20分以上50分以下加熱することができる。
 次に、図11(e)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク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。これにより、半導体基板1の表面において、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの表面がそれぞれ露出することになる。
 次に、図11(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5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aがそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7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、プラズマCVD法などにより形成した、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。
 次に、図11(g)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 ここで、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。
 次に、図11(h)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。反射防止膜9は、たとえば、プラズマCVD法などにより形成した、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。
 次に、図11(i)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を形成して、コンタクトホールから第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aのそれぞれの表面を露出させる。
 ここで、コンタクトホールは、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、上記で説明したエッチングペーストと同様のものを用いることができる。
 次に、図11(j)に示すように、コンタクトホールを通して、第1導電型ドーパント拡散層5aに電気的に接続される第1導電型用電極10と、第2導電型ドーパント拡散層6aに電気的に接続される第2導電型用電極11とを形成する。
 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裏面電極型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12に、本発明の半導体装置の製造方法の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の一例によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面の模式的な平面図を示す。
 ここで、裏面電極型太陽電池の裏面においては、図12に示すように、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、半導体基板1の裏面には、円状の2つのアライメントマーク20が半導体基板1の裏面の対角にそれぞれ配置されている。
 また、半導体基板1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第1導電型ドーパント拡散層5a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第2導電型ドーパント拡散層6a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5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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。
 なお、図11(a)~図11(j)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5aと、1つの第2導電型ドーパント拡散層6a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5aと、複数の第2導電型ドーパント拡散層6aとが形成されてもよいことは言うまでもない。
 本発明の一例である本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク2の微細に形成された厚膜部2aの有無によってドーパント拡散剤からのドーパントの拡散の有無を制御することができるため、上記の特許文献2に記載の方法と比べて、半導体基板1の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層5aと第2導電型ドーパント拡散層6aとの間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の開口部2bの形成)工程を、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成時にそれぞれ1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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、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導電型の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導電型の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導電型の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導電型の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。
 また、裏面電極型太陽電池を高特性とする観点からは、ドーパント拡散層(第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a)のドーパント濃度を1×1019/cm3以上とすることが好ましい。
 <実施の形態11>
 本実施の形態においては、拡散抑制マスク2が、開口部2bと、薄膜部2cと、薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとから構成される点を特徴としている。その他は実施の形態10と同様である。
 以下、図13(a)~図13(j)の模式的断面図を参照して、本実施の形態における裏面電極型太陽電池の製造方法について説明する。なお、図13(a)~図13(j)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5aと、1つの第2導電型ドーパント拡散層6a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5aと、複数の第2導電型ドーパント拡散層6aとが形成されてもよいことは言うまでもない。
 まず、図13(a)に示すように、半導体基板1を用意し、続いて、図13(b)に示すように、半導体基板1の表面の一部に開口部2bと薄膜部2cと薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。ここで、本実施の形態における拡散抑制マスク2は、たとえば実施の形態10における拡散抑制マスク2と同様の方法で形成することができる。なお、拡散抑制マスク2の厚膜部2aと薄膜部2cとは、たとえば、インクジェット塗布などによりマスキングペーストを重ねて塗布することなどによりマスキングペーストの塗布厚さを変えることによって形成することが可能である。
 なお、拡散抑制マスク2の薄膜部2cの膜厚は、ドーパント拡散剤から薄膜部2cを通して第1導電型または第2導電型のドーパントが半導体基板1の表面に拡散して後述するドーパント拡散層を形成することができるものであれば特に限定されない。
 次に、図13(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2を覆うように第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を塗布する。本実施の形態においては、第1導電型ドーパント拡散剤3を拡散抑制マスク2の開口部2bに対応する位置に形成し、第2導電型ドーパント拡散剤4を拡散抑制マスク2の薄膜部2cに対応する位置に形成しているが、この構成に限定されず、たとえば、第1導電型ドーパント拡散剤3と第2導電型ドーパント拡散剤4の形成位置を入れ替えてもよい。
 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10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13(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の表面に第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントをそれぞれ拡散させて、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第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5aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第1導電型ドーパント拡散剤3から半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第1導電型ドーパント拡散層5aは形成されない。
 また、同様に、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の薄膜部2cを通して半導体基板1の表面に第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6aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第2導電型ドーパント拡散層6aは形成されない。
 次に、図13(e)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク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の表面に、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの表面をそれぞれ露出させる。
 次に、図13(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5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aがそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7を形成する。
 次に、図13(g)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 次に、図13(h)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。
 次に、図13(i)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を形成して、コンタクトホールから第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aのそれぞれの表面を露出させる。
 次に、図13(j)に示すように、コンタクトホールを通して、第1導電型ドーパント拡散層5aに電気的に接続される第1導電型用電極10と、第2導電型ドーパント拡散層6aに電気的に接続される第2導電型用電極11とを形成する。
 以上により、本実施の形態における裏面電極型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。
 本発明の一例である本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク2の微細に形成された厚膜部2aの有無によってドーパント拡散剤からのドーパントの拡散の有無を制御することができるため、上記の特許文献2に記載の方法と比べて、半導体基板1の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層5aと第2導電型ドーパント拡散層6aとの間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の開口部2bおよび薄膜部2cの形成)工程を、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成時にそれぞれ1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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。
 さらに、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、半導体基板1に対する第1導電型ドーパントの拡散係数と第2導電型ドーパントの拡散係数とが大きく異なる場合であっても、薄膜部2cによってドーパントの拡散を調整することが可能となるため、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aのドーピングプロファイル(ドーパント濃度分布)をより適したものとすることができる。
 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10と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態12>
 本実施の形態においては、拡散抑制マスク2が、薄膜部2cと薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとから構成される点を特徴としている。その他は実施の形態10および実施の形態11と同様である。
 以下、図14(a)~図14(j)の模式的断面図を参照して、本実施の形態における裏面電極型太陽電池の製造方法について説明する。なお、図14(a)~図14(j)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5aと、1つの第2導電型ドーパント拡散層6a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5aと、複数の第2導電型ドーパント拡散層6aとが形成されてもよいことは言うまでもない。
 まず、図14(a)に示すように、半導体基板1を用意し、続いて、図14(b)に示すように、半導体基板1の表面の一部に薄膜部2cと薄膜部2cよりも厚い膜厚を有する厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。なお、本実施の形態における拡散抑制マスク2は、たとえば実施の形態10および実施の形態11における拡散抑制マスク2と同様の方法で形成することができる。
 次に、図14(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2を覆うように第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10および実施の形態11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14(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の表面に第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントをそれぞれ拡散させて、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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から拡散抑制マスク2の薄膜部2cを通して半導体基板1の表面に第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5aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第1導電型ドーパント拡散剤3から半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第1導電型ドーパント拡散層5aは形成されない。
 また、同様に、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の薄膜部2cを通して半導体基板1の表面に第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6aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第2導電型ドーパント拡散層6aは形成されない。
 次に、図14(e)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク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の表面に、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの表面をそれぞれ露出させる。
 次に、図14(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5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aがそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7を形成する。
 次に、図14(g)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 次に、図14(h)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。
 次に、図14(i)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を形成して、コンタクトホールから第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aのそれぞれの表面を露出させる。
 次に、図14(j)に示すように、コンタクトホールを通して、第1導電型ドーパント拡散層5aに電気的に接続される第1導電型用電極10と、第2導電型ドーパント拡散層6aに電気的に接続される第2導電型用電極11とを形成する。
 以上により、本実施の形態における裏面電極型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。
 本発明の一例である本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク2の微細に形成された厚膜部2aの有無によってドーパント拡散剤からのドーパントの拡散の有無を制御することができるため、上記の特許文献2に記載の方法と比べて、半導体基板1の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層5aと第2導電型ドーパント拡散層6aとの間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の薄膜部2cの形成)工程を、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成時にそれぞれ1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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10および実施の形態11と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態13>
 本実施の形態においては、半導体基板の表面における第1導電型ドーパントの拡散を第1導電型ドーパント拡散剤による塗布拡散に代えて第1導電型ドーパントを含む第1導電型ドーパント含有ガスによる気相拡散により行なうことを特徴としている。
 以下、図15(a)~図15(j)の模式的断面図を参照して、本実施の形態における裏面電極型太陽電池の製造方法について説明する。なお、図15(a)~図15(j)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5aと、1つの第2導電型ドーパント拡散層6a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5aと、複数の第2導電型ドーパント拡散層6aとが形成されてもよいことは言うまでもない。
 まず、図15(a)に示すように、半導体基板1を用意し、続いて、図15(b)に示すように、半導体基板1の表面の一部に開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は、実施の形態10~12と同様の方法で形成することができる。
 次に、図15(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2の一部を覆うように第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。
 次に、図15(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2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第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6aを形成するとともに、第1導電型ドーパント含有ガス15を流すことによって半導体基板1の表面に第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5aを形成する。
 なお、第1導電型ドーパント含有ガス15を用いた第1導電型ドーパントの拡散工程は第2導電型ドーパントの拡散工程と同一の工程で行なってもよく、第2導電型ドーパントの拡散工程の直前および/または直後に連続して行なってもよい。
 ここで、上記の第1導電型ドーパント含有ガス15を用いた気相拡散により、第1導電型ドーパント含有ガス15から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第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5aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第1導電型ドーパント含有ガス15から半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第1導電型ドーパント拡散層5aは形成されない。
 また、同様に、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第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6aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第2導電型ドーパント拡散層6aは形成されない。
 なお、第1導電型ドーパント含有ガス15としては、第1導電型がp型である場合には、たとえばBBr3のようなボロンなどのp型ドーパントを含むガスを用いることができ、第1導電型がn型である場合には、たとえばPOCl3のようなリンなどのn型ドーパントを含むガスを用いることができる。
 次に、図15(e)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク2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の表面に、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの表面をそれぞれ露出させる。
 次に、図15(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5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aがそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7を形成する。
 次に、図15(g)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 次に、図15(h)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。
 次に、図15(i)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を形成して、コンタクトホールから第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aのそれぞれの表面を露出させる。
 次に、図15(j)に示すように、コンタクトホールを通して、第1導電型ドーパント拡散層5aに電気的に接続される第1導電型用電極10と、第2導電型ドーパント拡散層6aに電気的に接続される第2導電型用電極11とを形成する。
 以上により、本実施の形態における裏面電極型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。
 本発明の一例である本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク2の微細に形成された厚膜部2aの有無によって、ドーパント含有ガスおよびドーパント拡散剤からのドーパントの拡散の有無を制御することができるため、上記の特許文献2に記載の方法と比べて、半導体基板1の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層5aと第2導電型ドーパント拡散層6aとの間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の開口部2bの形成)工程を、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成時にそれぞれ1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することもできる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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もできる。
 なお、本実施の形態においては、第1導電型ドーパントを含む第1導電型ドーパント含有ガス15による第1導電型ドーパントの気相拡散と第2導電型ドーパント拡散剤4による第2導電型ドーパントの塗布拡散とを行なっているが、第1導電型と第2導電型とを入れ替えて、第2導電型ドーパントを含む第2導電型ドーパント含有ガスによる第2導電型ドーパントの気相拡散と第1導電型ドーパント拡散剤による第1導電型ドーパントの塗布拡散とを行なってもよい。
 また、本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態10~12と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態14>
 本実施の形態においては、第2導電型ドーパント拡散剤4の塗布後に、拡散抑制マスク2および第2導電型ドーパント拡散剤4を覆うように第1導電型ドーパント拡散剤3を塗布することを特徴としている。
 以下、図16(a)~図16(k)の模式的断面図を参照して、本実施の形態における裏面電極型太陽電池の製造方法について説明する。なお、図16(a)~図16(k)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5aと、1つの第2導電型ドーパント拡散層6a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5aと、複数の第2導電型ドーパント拡散層6aとが形成されてもよいことは言うまでもない。
 まず、図16(a)に示すように、半導体基板1を用意し、続いて、図16(b)に示すように、半導体基板1の表面の一部に開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は、実施の形態10~13と同様の方法で形成することができる。
 次に、図16(c)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2の一部を覆うように第2導電型の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。
 次に、図16(d)に示すように、半導体基板1の表面の拡散抑制マスク2の一部および第2導電型ドーパント拡散剤4を覆うように第1導電型の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16(e)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の表面に第1導電型ドーパントおよび第2導電型ドーパントをそれぞれ拡散させて、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aを形成する。
 ここで、第1導電型ドーパント拡散剤3から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第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5aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第1導電型ドーパント拡散剤3から半導体基板1の表面に第1導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第1導電型ドーパント拡散層5aは形成されない。
 また、同様に、上記の半導体基板1の熱処理により、第2導電型ドーパント拡散剤4から拡散抑制マスク2の開口部2bを通して半導体基板1の表面に第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6aが形成される。一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通しては第2導電型ドーパント拡散剤4から半導体基板1の表面に第2導電型ドーパントが拡散しないため、拡散抑制マスク2の厚膜部2aに対応する半導体基板1の表面領域(厚膜部2aが接する領域)には第2導電型ドーパント拡散層6aは形成されない。
 次に、図16(f)に示すように、半導体基板1の表面上の拡散抑制マスク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の表面に、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの表面をそれぞれ露出させる。
 次に、図16(g)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5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aがそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜7を形成する。
 次に、図16(h)に示すように、半導体基板1のパッシベーション膜7の形成側と反対側の表面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を形成する。
 次に、図16(i)に示すように、半導体基板1の表面のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。
 次に、図16(j)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を形成して、コンタクトホールから第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aのそれぞれの表面を露出させる。
 次に、図16(k)に示すように、コンタクトホールを通して、第1導電型ドーパント拡散層5aに電気的に接続される第1導電型用電極10と、第2導電型ドーパント拡散層6aに電気的に接続される第2導電型用電極11とを形成する。
 以上により、本実施の形態における裏面電極型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。
 本発明の一例である本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク2の微細に形成された厚膜部2aの有無によってドーパント拡散剤からのドーパントの拡散の有無を制御することができるため、上記の特許文献2に記載の方法と比べて、半導体基板1の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層5aと第2導電型ドーパント拡散層6aとの間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成のための拡散抑制マスク2のパターンニング(拡散抑制マスク2の開口部2bの形成)工程を、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6aの形成時にそれぞれ1回ずつ(計2回)行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。
 また、本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、第1導電型ドーパント拡散層5aおよび第2導電型ドーパント拡散層6a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、本実施の形態においては、拡散抑制マスク2および第2導電型ドーパント拡散剤4を覆うように第1導電型ドーパント拡散剤3を塗布しているが、第1導電型と第2導電型とを入れ替えて、拡散抑制マスク2および第1導電型ドーパント拡散剤3を覆うように第2導電型ドーパント拡散剤4を塗布してもよい。
 また、本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態10~13と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態15>
 本実施の形態においては、p型ドーパント拡散層とn型ドーパント拡散層とを個別に形成する点に特徴がある。以下、図17(a)~図17(c)の模式的断面図を参照して、本実施の形態における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17(a)に示すように、一方の表面上に厚膜部2aと開口部2bとを有する拡散抑制マスク2が形成されたn型シリコン基板80をPOCl3などのリンを含むドーパントガス83に曝す。ここで、n型シリコン基板80は、たとえば850℃~950℃の温度に熱処理された状態でたとえば20分~30分間リンを含むドーパントガス83に曝すことができる。
 これにより、図17(b)に示すように、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にリンが拡散することによってn型ドーパント拡散層75aが形成される一方、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通してはn型シリコン基板80の表面にリンが拡散しない。
 次に、n型シリコン基板80の表面に形成された拡散抑制マスク2を一旦すべて除去した後に、再度、図17(c)に示すように、開口部2bと厚膜部2aとを有する拡散抑制マスク2を形成し、その後、拡散抑制マスク2を覆うようにしてボロンを含むp型ドーパント拡散剤73を塗布した後に、n型シリコン基板80を熱処理することによって、p型ドーパント拡散層81aが形成される。ここで、n型シリコン基板80は、たとえば950℃~1000℃の温度にたとえば50分間加熱することができる。
 ここで、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散することによってp型ドーパント拡散層81aが形成される一方で、拡散抑制マスク2の厚膜部2aによってn型シリコン基板80の表面へのボロンの拡散が防止される。その後は、実施の形態10~14と同様にして裏面電極型太陽電池を作製する。
 本発明の一例である本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク2の微細に形成された厚膜部2aの有無によって、ドーパント含有ガスおよびドーパント拡散剤からのドーパントの拡散の有無を制御することができるため、上記の特許文献2に記載の方法と比べて、n型シリコン基板80の裏面に形成されるn型ドーパント拡散層75aとp型ドーパント拡散層81aとの間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる。
 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10~14と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態16>
 本実施の形態においても、p型ドーパント拡散層とn型ドーパント拡散層とを個別に形成する点に特徴がある。以下、図18(a)~図18(d)の模式的断面図を参照して、本実施の形態における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18(a)に示すように、n型シリコン基板80の一方の表面上に形成された厚膜部2aと開口部2bとを有する拡散抑制マスク2を覆うようにしてボロンを含むp型ドーパント拡散剤73を塗布した後に、n型シリコン基板80を熱処理することによって、n型シリコン基板80の表面にp型ドーパント拡散層81aを形成する。ここで、n型シリコン基板80は、たとえば950℃~1000℃の温度にたとえば50分間加熱することができる。
 なお、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散することによってp型ドーパント拡散層81aが形成される一方で、拡散抑制マスク2の厚膜部2aを通してはn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散しない。
 次に、図18(b)に示すように、n型シリコン基板80の表面上に形成された拡散抑制マスク2をすべて除去する。
 次に、図18(c)に示すように、n型シリコン基板80の表面上に厚膜部2aと開口部2bとを有する拡散抑制マスク2を形成した後に、拡散抑制マスク2を覆うようにしてリンを含むn型ドーパント拡散剤72を塗布する。
 その後、n型シリコン基板80をたとえば850℃~950℃の温度にたとえば20分~30分間熱処理することによって、図18(d)に示すように、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にリンが拡散することによってn型ドーパント拡散層75aが形成される一方で、拡散抑制マスク2の厚膜部2aによってリンの拡散が防止される。その後、拡散抑制マスク2およびn型ドーパント拡散剤72をすべて除去する。その後は、実施の形態10~14と同様にして裏面電極型太陽電池を作製する。
 本発明の一例である本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク2の微細に形成された厚膜部2aの有無によってドーパント拡散剤からのドーパントの拡散の有無を制御することができるため、上記の特許文献2に記載の方法と比べて、n型シリコン基板80の裏面に形成されるn型ドーパント拡散層75aとp型ドーパント拡散層81aとの間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる。
 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10~14と同様であるため、その説明は省略する。
 <実施の形態17>
 本実施の形態においては、拡散抑制マスクが様々な厚さを有するように形成する点に特徴がある。以下、図19(a)~図19(d)の模式的断面図を参照して、本実施の形態における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19(a)に示すように、n型シリコン基板80の表面上に拡散抑制マスク2を形成する。ここで、拡散抑制マスク2は、厚さt1の部分、開口部、厚さt2の部分および厚さt3の部分から構成されている。ここで、厚さt2>厚さt1>厚さt3の関係を満たすように、厚さt1、厚さt2および厚さt3がそれぞれ設定される。
 また、厚さt1は、たとえば100nm以上400nm以下の厚さとすることができ、より具体的には200nm程度の厚さとすることができる。
 また、厚さt2は、たとえば400nm以上の厚さとすることができ、より具体的には400nm程度の厚さとすることができる。
 また、厚さt3は、たとえば50nm以上250nm以下の厚さとすることができ、より具体的には100nm程度の厚さとすることができる。
 次に、図19(b)に示すように、ボロンを含むp型ドーパント拡散剤73を塗布した後に、p型ドーパント拡散剤73および拡散抑制マスク2を覆うようにしてリンを含むn型ドーパント拡散剤72を塗布する。
 次に、図19(c)に示すように、n型シリコン基板80を熱処理することによってn型シリコン基板80の表面に、p型ドーパント拡散層81aおよびn型ドーパント拡散層75aを形成する。
 ここで、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の開口部2bを通してn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散することによってp型ドーパント拡散層81aが形成されるとともに、拡散抑制マスク2の厚さt1の部分を通してはn型シリコン基板80の表面にボロンが拡散されない。
 また、n型シリコン基板80の拡散抑制マスク2の厚さt3の部分を通してn型シリコン基板80の表面にリンが拡散することによってn型ドーパント拡散層75aが形成されるとともに、拡散抑制マスク2の厚さt2の部分を通してはn型シリコン基板80の表面にリンが拡散しない。
 さらには、リンはボロンよりもn型シリコン基板80に深く拡散しやすいため、本実施の形態のように、拡散抑制マスク2の厚さt2>拡散抑制マスク2の厚さt1>拡散抑制マスク2の厚さt3の関係が満たされるように、拡散抑制マスク2を形成することによって、リンの拡散によるn型ドーパント拡散層75aとボロンの拡散によるp型ドーパント拡散層81aの深さを同等程度にすることができる。
 次に、図19(d)に示すように、n型シリコン基板80の表面上に形成された拡散抑制マスク2をすべて除去する。その後は、実施の形態10~14と同様にして裏面電極型太陽電池を作製する。
 本発明の一例である本実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク2の微細に形成されたパターンによってドーパント拡散剤からのドーパントの拡散の有無を制御することができるため、上記の特許文献2に記載の方法と比べて、n型シリコン基板80の裏面に形成されるn型ドーパント拡散層75aとp型ドーパント拡散層81aとの間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる。
 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10~14と同様であるため、その説明は省略する。
 また、本発明の半導体装置の概念には、太陽電池を含むあらゆる半導体装置が含まれる。また、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p型用電極およびn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セル)などのいわゆるバックコンタクト型太陽電池(半導体基板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。
 今回開示された実施の形態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請求の範囲によって示され、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。
 本発明によれば、高濃度ドーパント拡散層および低濃度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可能な半導体装置の製造方法を提供することができるため、本発明は、半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を備えた構成の太陽電池や半導体基板の裏面のみに電極を備えた構成の裏面電極型太陽電池などの半導体装置の製造に好適に利用することができる。
 また、本発明は、半導体基板の裏面に形成される第1導電型ドーパント拡散層と第2導電型ドーパント拡散層との間の間隔を所定の微細な間隔に安定して形成することができる裏面電極型太陽電池などの半導体装置の製造方法を提供することができる。
 1 半導体基板、2 拡散抑制マスク、2a 厚膜部、2b 開口部、2c 薄膜部、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 高濃度第1導電型ドーパント拡散層、5a 第1導電型ドーパント拡散層、6 高濃度第2導電型ドーパント拡散層、6a 第2導電型ドーパント拡散層、7 パッシベーション膜、8 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、15 第1導電型ドーパント含有ガス、16 低濃度第1導電型ドーパント拡散層、17 低濃度第2導電型ドーパント拡散層、20 アライメントマーク、71 p型半導体基板、72 n型ドーパント拡散剤、73 p型ドーパント拡散剤、74 p型ドーパント拡散層、75 高濃度n型ドーパント拡散層、75a n型ドーパント拡散層、76 低濃度n型ドーパント拡散層、77 n電極、78 p電極、80 n型シリコン基板、81 高濃度p型ドーパント拡散層、81a p型ドーパント拡散層、82 低濃度p型ドーパント拡散層、83 リンを含むドーパントガス、100 シリコン基板、101 低濃度n型ドーパント源、102 高濃度n型ドーパント源、103 低濃度p型ドーパント源、104 高濃度p型ドーパント源、105 高濃度n型ドーパント拡散層、106 高濃度p型ドーパント拡散層、108 テクスチャ構造、115 低濃度p型ドーパント拡散層、116 低濃度n型ドーパント拡散層、200 シリコン基板、201 テクスチャ構造、202 反射防止膜、203 ボロンペースト、204 リンペースト、205 酸化シリコン膜、206 p+層、207 n+層。

Claims (15)

  1.  半導体基板(1)の表面上に開口部(2b)と厚膜部(2a)とを有する拡散抑制マスク(2)を形成する工程と、
     前記拡散抑制マスク(2)の表面の少なくとも一部を覆うように第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(3,4,72,73)を塗布する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記拡散抑制マスク(2)の前記開口部(2b)を通して前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させることによって高濃度ドーパント拡散層(5,6,75,81)を形成する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記拡散抑制マスク(2)の前記厚膜部(2a)を通して前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させることによって低濃度ドーパント拡散層(16,17,76,82)を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
  2.  半導体基板(1)の表面上に薄膜部(2c)と前記薄膜部(2c)よりも厚い膜厚を有する厚膜部(2a)とを有する拡散抑制マスク(2)を形成する工程と、
     前記拡散抑制マスク(2)の表面の少なくとも一部を覆うように第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(3,4,72,73)を塗布する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記拡散抑制マスク(2)の前記薄膜部(2c)を通して前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させることによって高濃度ドーパント拡散層(5,6,75,81)を形成する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記拡散抑制マスク(2)の前記厚膜部(2a)を通して前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させることによって低濃度ドーパント拡散層(16,17,76,82)を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
  3.  半導体基板(1)の表面上に開口部(2b)と薄膜部(2c)と前記薄膜部(2c)よりも厚い膜厚を有する厚膜部(2a)とを有する拡散抑制マスク(2)を形成する工程と、
     前記拡散抑制マスク(2)の表面の少なくとも一部を覆うように第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(3,4,72,73)を塗布する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記拡散抑制マスク(2)の前記開口部(2b)および前記薄膜部(2c)の少なくとも一方を通して前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させることによって高濃度ドーパント拡散層(5,6,75,81)を形成する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記拡散抑制マスク(2)の前記厚膜部(2a)を通して前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させることによって低濃度ドーパント拡散層(16,17,76,82)を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
  4.  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含有ガス(15,83)から前記拡散抑制マスク(2)を通して前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程をさらに含むことを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造方法。
  5.  前記高濃度ドーパント拡散層(5,6,75,81)のドーパント濃度が1×1019/cm3以上であることを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造方法。
  6.  前記低濃度ドーパント拡散層(16,17,76,82)のドーパント濃度が1×1017/cm3以上1×1019/cm3未満であることを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造方法。
  7.  半導体基板(1)の表面上に開口部(2b)と厚膜部(2a)とを有する拡散抑制マスク(2)を形成する工程と、
     前記拡散抑制マスク(2)の表面の少なくとも一部を覆うように第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(3,4,72,73)を塗布する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程とを含む、半導体装置の製造方法。
  8.  前記ドーパントを拡散させる工程において、前記拡散抑制マスク(2)の前記開口部(2b)に対応する前記半導体基板(1)の表面領域にドーパント拡散層(5a,6a,75a,81a)を形成することを特徴とする、請求の範囲第7項に記載の半導体装置の製造方法。
  9.  半導体基板(1)の表面上に薄膜部(2c)と前記薄膜部(2c)よりも厚い膜厚を有する厚膜部(2a)とを有する拡散抑制マスク(2)を形成する工程と、
     前記拡散抑制マスク(2)の表面の少なくとも一部を覆うように第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(3,4,72,73)を塗布する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程とを含む、半導体装置の製造方法。
  10.  前記ドーパントを拡散させる工程において、前記拡散抑制マスク(2)の前記薄膜部(2c)に対応する前記半導体基板(1)の表面領域にドーパント拡散層(3,4,72,73)を形成することを特徴とする、請求の範囲第9項に記載の半導体装置の製造方法。
  11.  半導体基板(1)の表面上に開口部(2b)と薄膜部(2c)と前記薄膜部(2c)よりも厚い膜厚を有する厚膜部(2a)とを有する拡散抑制マスク(2)を形成する工程と、
     前記拡散抑制マスク(2)の表面の少なくとも一部を覆うように第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(3,4,72,73)を塗布する工程と、
     前記ドーパント拡散剤(3,4,72,73)から前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程とを含む、半導体装置の製造方法。
  12.  前記ドーパントを拡散させる工程において、前記拡散抑制マスク(2)の前記開口部(2b)および前記薄膜部(2c)にそれぞれ対応する前記半導体基板(1)の表面領域にドーパント拡散層(3,4,72,73)を形成することを特徴とする、請求の範囲第11項に記載の半導体装置の製造方法。
  13.  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含有ガス(15,83)から前記半導体基板(1)の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程をさらに含むことを特徴とする、請求の範囲第7項に記載の半導体装置の製造方法。
  14.  前記厚膜部(2a)は前記ドーパントを前記半導体基板(1)の表面に到達させない厚さであることを特徴とする、請求の範囲第7項に記載の半導体装置の製造方法。
  15.  半導体基板(1)と、
     前記半導体基板(1)の一方の表面側に形成された、高濃度第1導電型ドーパント拡散層(5)と、高濃度第2導電型ドーパント拡散層(6)と、低濃度第1導電型ドーパント拡散層(16)と、低濃度第2導電型ドーパント拡散層(17)と、を含み、
     前記高濃度第1導電型ドーパント拡散層(5)と前記高濃度第2導電型ドーパント拡散層(6)とは間隔をあけて配置されており、
     前記低濃度第1導電型ドーパント拡散層(16)は前記高濃度第1導電型ドーパント拡散層(5)に隣接して配置されているとともに、前記低濃度第2導電型ドーパント拡散層(17)は前記高濃度第2導電型ドーパント拡散層(6)に隣接して配置されており、
     前記高濃度第1導電型ドーパント拡散層(5)と前記高濃度第2導電型ドーパント拡散層(6)との間において、前記低濃度第1導電型ドーパント拡散層(16)と前記低濃度第2導電型ドーパント拡散層(17)とが隣接している、半導体装置。
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