太阳能电池的制造方法和太阳能电池及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及太阳能电池的制造方法和太阳能电池及半导体装置的制造方法，该太阳能电池的制造方法是在第一导电类型半导体基板上形成ＰＮ结以制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤：在该第一导电类型半导体基板上，涂布含有掺杂剂与掺杂剂飞散防止剂的第一涂布剂、以及至少与该第一涂布剂连接且含有掺杂剂的第二涂布剂后，通过扩散热处理，同时形成第一扩散层以及第二扩散层；该第一扩散层由涂布该第一涂布剂形成；该第二扩散层由涂布该第二涂布剂形成且其导电率低于该第一扩散层。借此可一边得到欧姆接触一边通过抑制受光面的电极以外部分的表面再结合以及射极内的再结合，从而能提供太阳能电池的制造方法及其太阳能电池以及半导体装置的制造方法，可用简便容易的方法便宜地制造出提高光电转换效率的太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能电池的制造方法、太阳能电池以及半导体装置的 制造方法，特别涉及一种低成本的太阳能电池的制造方法、太阳能电池以及 半导体装置的制造方法。
技术介绍
现今，降低成本为民用太阳能电池的制造方法的重要课题，因此， 一般 采用组合热扩散法与网版印刷法的方法。其细节如下说明。首先，将以切克劳斯基(cz)法拉上的单晶硅锭、或以铸造法制成的多结晶硅锭，通过线切割法切片而得到p型硅基板。其次，以碱性溶液除去表面的切片损伤之后，在表面上形成最大高度约10pm的微细凹凸(纹理)， 再以热扩散法形成n型扩散层。此外，在受光面上，堆积例如约70nm厚的 二氧化钛或氮化硅，形成反射防止膜。其次，在受光面的背面整面，印刷、 烧结以铝为主要成分的材料，形成背面电极。另一方面，将以银为主成分的 材料印刷、烧结成例如宽度约100 20(Him的梳状，形成受光面电极。此方法的优点在于，虽然在构成装置方面，仅有最少程度的工艺数，但 仍有提高特性的各种效果。例如，热扩散通过除气作用改善容积内少数载子 的扩散长度。此外，当烧结印刷在背面的铝时，在形成电极的同时，在背面 上形成p+高浓度层成为电场层(BSF: Back surface field)。此外，反射防止 膜除了有光学性效果(减低反射率)夕卜，还可减低在硅表面附近发生的载子 再结合速度。通过最少限度的工艺以及一些有用的效果，谋求降低民用太阳能电池的 成本。然而，无法预期此方法能取得转换效率的更大改善。例如，利用硅单结 晶基板的太阳能电池板的转换效率约16%已达顶点。为了充分降低受光面电 极的接触电阻，有必要将扩散层的磷等掺杂剂的表面浓度设定在约2.0 3.05X102Qcm—2。表面成为此种高浓度时，表面电平变得非常地高，因而会促进受 光面附近的载子再结合，使得短路电流、开路电压受到限制，转换效率因而 到达顶点。因此，曾有现有技术活用组合上述热扩散法与网版印刷法的方法，利用 减低受光面的扩散层表面浓度来改善转换效率，例如关于此方法的美国专利 第6180869号说明书已成为公知技术。根据该文献，即使扩散层表面浓度约 在1.0Xl(^cn^或其以下，也可形成低欧姆接触。这是通过在包含于电极浆 料中的银填充物周围添加含有掺杂剂的化合物来达成此效果的。借此，烧结 电极时，掺杂剂会在电极下方形成高浓度层。然而，在包含于电极浆料中的银填充物周围添加含有掺杂剂的化合物的 方法，由于无法稳定地形成接触，因此有填充系数偏低且可靠度偏低的问题。此外，作为仅在电极下方形成含有高浓度掺杂剂的高浓度扩散层(射极 层)，以降低受光面的其它部分扩散层的表面浓度亦即形成二段式射极，而 使得转换效率提高的方法，例如有日本特开2004-273826号公报所示的光 电变换装置及其制造方法。该方法是将日本特开平8 — 3731S号公报及日本 特开平8-191152号公报所公开的埋入式电极太阳能电池的电极形成方法，从 电解电镀法变更为网版印刷法。借此使得制造管理容易，并使得制造成本减 低。然而，这样的埋入式电极太阳能电池的制造方法最少要进行两次扩散工 艺，不仅烦杂且增加成本。此外，也有其它通过形成二段射极使转换效率提高的方法，例如太阳 能电池的制造方法(日本特开2004-221149号公报)。在此文献中，以喷 墨方式同时进行数种涂剂的区分涂布，以简单的工艺来作出掺杂剂浓度与掺 杂剂种类不同的区域。然而，通过此种喷墨方式制作涂布掺杂剂的太阳能电池板，使用磷酸等 作为掺杂剂时，必须有腐蚀对策，装置因此变得复杂，维护也变得烦杂。另 外，即使以喷墨方式区分涂布掺杂剂浓度、种类相异的涂布剂，若以一次热 处理使其扩散，也会因自动掺杂而无法得到预定的浓度差。此外，作为仅在电极下方形成高浓度扩散层，以降低受光面的其他部分 的扩散层表面浓度，从而使得转换效率提高的其他方法，例如有太阳能电池的制造方法(日本特开2004-281569号公报)。然而根据特开2004-281569号公报的说明书，该方法需要进行两次热处 理，并不简便。若仅进行一次热处理，则由于自动掺杂，使受光面的电极下 方以外的部分也有高浓度的掺杂剂，因此转换效率会变得不高。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池的制造方法及太 阳能电池以及半导体装置的制造方法，借此一边得到欧姆接触一边抑制受光 面的电极以外部分的表面再结合以及射极内的再结合，即能以简便容易的方 法便宜地制造出提高光电转换效率的太阳能电池。为了达成上述目的，本专利技术提供一种太阳能电池的制造方法，这是在第 一导电类型半导体基板上形成PN结从而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤在该第一导电类型半导体基板上，涂布含有掺杂剂与 掺杂剂飞散防止剂的第一涂布剂、以及至少与该第一涂布剂连接且含有掺杂 剂的第二涂布剂后，通过扩散热处理，同时形成第一扩散层以及第二扩散层； 该第一扩散层是由涂布该第一涂布剂形成的；该第二扩散层是由涂布该第二 涂布剂形成的，且该第二扩散层的导电率低于该第一扩散层。如此，通过在第一导电类型半导体基板上涂布含有掺杂剂与掺杂剂飞散 防止剂的第一涂布剂、以及至少与第一涂布剂连接且含有掺杂剂的第二涂布 剂后，通过扩散热处理同时形成第一扩散层、以及其导电率低于第一扩散层 的第二扩散层。因此，目前为止的以形成扩散掩模等的烦杂的方式来制造由 高浓度扩散层与低浓度扩散层所组成的二段式射极的工艺就会变得非常简 便，使得制造成本降低。此外，由于在成为高浓度层区域的第一扩散层中， 保持充分的表面浓度，因而可容易地形成低欧姆接触，且通过掺杂剂飞散防 止剂防止第一涂布剂的掺杂剂向外扩散，确实地形成二段式射极的高浓度扩 散层与低浓度扩散层的表面浓度差，从而能够一边维持高水准的制造合格率 一边制造高性能的太阳能电池。此时，优选为第二涂布剂含有自动掺杂防止剂。如此，若第二涂布剂含有自动掺杂防止剂，与第一涂布剂的掺杂剂飞散 防止剂互相配合，可进一步防止向第二扩散层的自动掺杂，确实地形成二段式射极的高浓度扩散层与低浓度扩散层的表面浓度差。此外，本专利技术提供一种太阳能电池的制造方法，这是在第一导电类型半 导体基板上形成PN结从而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下 列步骤先在该第一导电类型半导体基板上形成沟部，涂布含有掺杂剂与掺 杂剂飞散防止剂的第一涂布剂于整面上之后，通过扩散热处理，同时形成第一扩散层以及第二扩散层;该第一扩散层形成于该半导体基板上的沟部下部； 该第二扩散层形成于该沟部下部以外的部分，且该第二扩散层的导电率低于第一扩散层。如此，先在第一导电类型半导体基板上形成沟部，在其整面上涂布含有 掺杂剂与掺杂剂飞散防止剂的第一涂布剂之后，通过扩散热处理，使得形成 于该半导体基板上的沟部下部中的第一扩散层、以及形成于该沟部下部以外 部分且导电率低于第一扩散层的第二扩散层，同时形成。借此，利用涂布一 次涂布剂，即可非常简便地形成由高浓度扩散层与低浓度扩散层所构成的二 段式发射层，使得制造成本降低。此外，形成于沟部下部而要成为高浓度层 区域的第一扩散层中仍保持充分的表面浓度，因而可容易地形成低欧姆接触， 且通过掺杂剂飞散防止剂防止掺杂剂的向外扩散或自动掺杂，因而可确实地 形成二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池的制造方法，为在第一导电类型半导体基板上形成ＰＮ结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤：在该第一导电类型半导体基板上，涂布含有掺杂剂与掺杂剂飞散防止剂的第一涂布剂、以及至少与该第一涂布剂连接且含有掺杂剂的第二涂布剂后，通过扩散热处理，同时形成第一扩散层以及第二扩散层；该第一扩散层是通过涂布该第一涂布剂形成的；该第二扩散层是通过涂布该第二涂布剂形成的，且该第二扩散层的导电率低于该第一扩散层的导电率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-4-26 127950/20051.一种太阳能电池的制造方法，为在第一导电类型半导体基板上形成PN结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤在该第一导电类型半导体基板上，涂布含有掺杂剂与掺杂剂飞散防止剂的第一涂布剂、以及至少与该第一涂布剂连接且含有掺杂剂的第二涂布剂后，通过扩散热处理，同时形成第一扩散层以及第二扩散层；该第一扩散层是通过涂布该第一涂布剂形成的；该第二扩散层是通过涂布该第二涂布剂形成的，且该第二扩散层的导电率低于该第一扩散层的导电率。2. 如权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其中该第二涂布剂含有 自动掺杂防止剂。3. —种太阳能电池的制造方法，为在第一导电类型半导体基板上形成 PN结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤先在该第一导电类型半导体基板上形成沟部，在整面上涂布含有掺杂剂 与掺杂剂飞散防止剂的第一涂布剂之后，通过扩散热处理，同时形成第一扩 散层以及第二扩散层；该第一扩散层形成于该半导体基板上的该沟部下部；该第二扩散层形成于该沟部下部以外的部分，且该第二扩散层导电率低 于第一扩散层的导电率。4. 如权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池的制造方法，其中该扩散 热处理是在气相扩散源环境下进行的。5. 如权利要求l-4中任一项所述的太阳能电池的制造方法，其中该揍杂 剂飞散防止剂或自动掺杂防止剂含有硅化物。6. 如权利要求1、 2、 4、 5中任一项所述的太阳能电池的制造方法，其 中该第一涂布剂与该第二涂布剂的掺杂剂的含有率、粘度、掺杂剂飞散防止 剂与自动掺杂防止剂的含量以及掺杂剂的种类之中至少一种相异，和/或该第 一涂布剂与该第二涂布剂涂布时的涂布厚度相异。7. 如权利要求6所述的太阳能电池的制造方法，其中该第一涂布剂的掺杂剂含有率是该第二涂布剂的掺杂剂含有率的四倍以上。8. 如权利要求5-7中任一项所述的太阳能电池的制造方法，其中该掺杂 剂飞散防止剂中含有的硅化合物是二氧化硅，该自动掺杂防止剂中含有的硅 化物是硅氧化物前体。9. 如权利要求l-8中任一项所述的太阳能电池的制造方法，其中还包含: 将含有硅化合物的第三涂布剂，涂布覆盖于该第一涂布剂和/或该第二涂布剂上部，之后进...

【专利技术属性】
技术研发人员：大塚宽之，高桥正俊，石川直挥，斋须重德，植栗豊敬，生岛聪之，渡部武纪，赤塚武，大西力，
申请(专利权)人：信越半导体股份有限公司，直江津电子工业株式会社，信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]