玻璃粉末且能夠通過在涂布于硅基板后使該施主元素進(jìn)行熱擴(kuò)散來形成η型擴(kuò)散層的材料。通過使用本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成組合物，從而在所需的部位形成η型擴(kuò)散層而不會(huì)在背面和側(cè)面形成不需要的η型擴(kuò)散層。
[0053]因此，如果應(yīng)用本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成組合物，則不再需要在以往廣泛采用的氣相反應(yīng)法中必須的側(cè)蝕刻工序，而使工序簡化。此外，也不再需要將形成在背面的η型擴(kuò)散層變換為P+型擴(kuò)散層的工序。因此，不受背面的P+型擴(kuò)散層的形成方法、背面電極的材質(zhì)、形狀及厚度的限制，應(yīng)用的制造方法、材質(zhì)、形狀的選擇范圍變寬。此外，后面將對詳細(xì)情況進(jìn)行敘述，能夠抑制由背面電極的厚度引起的硅基板內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生，還能夠抑制硅基板的翹曲。
[0054]另外，本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成組合物中含有的玻璃粉末通過燒成而熔融，在η型擴(kuò)散層上形成玻璃層。但是，在以往的氣相反應(yīng)法、涂布含磷酸鹽的溶液的方法中也在η型擴(kuò)散層上形成玻璃層，因此本發(fā)明中生成的玻璃層與以往的方法同樣地能夠通過蝕刻而除去。因此，與以往的方法相比，本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成組合物也不會(huì)產(chǎn)生無用的生成物，不會(huì)增加工序。
[0055]在此，在η型擴(kuò)散層形成組合物中含有的玻璃粉末的含有率為I質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下時(shí)，能夠在短時(shí)間內(nèi)除去形成在η型擴(kuò)散層的上的玻璃層。此外，通過施主元素的擴(kuò)散，從而充分地進(jìn)行η型擴(kuò)散層的形成。
[0056]另外，本發(fā)明中的“形成η型擴(kuò)散層”所需的時(shí)間是指形成η型擴(kuò)散層且除去形成在η型擴(kuò)散層上的玻璃層所需的總時(shí)間。因此，通過在短時(shí)間內(nèi)除去形成在η型擴(kuò)散層的上的玻璃層，從而縮短用于形成η型擴(kuò)散層的時(shí)間。
[0057]此外，玻璃粉末的施主成分即使在燒成中也不易揮散，因此使由揮散氣體的產(chǎn)生所致的不僅表面形成η型擴(kuò)散層而且在背面和側(cè)面也形成η型擴(kuò)散層的情況得到抑制。其理由認(rèn)為是:由于施主成分與玻璃粉末中的元素結(jié)合或者被收入到玻璃中，因而變得難以揮散。
[0058]由此，本發(fā)明的η型擴(kuò)散層形成組合物能夠在所需的部位形成所需濃度的η型擴(kuò)散層，因此能夠形成η型摻雜劑濃度高的選擇區(qū)域。另一方面，一般難以通過η型擴(kuò)散層的一般性方法即氣相反應(yīng)法、使用含磷酸鹽溶液的方法來形成η型摻雜劑濃度高的選擇區(qū)域。
[0059]對本發(fā)明的含施主元素的玻璃粉末進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0060]施主元素是指能夠通過摻雜在硅基板中而形成η型擴(kuò)散層的元素。作為施主元素，能夠使用第15族元素，可列舉例如P (磷)、Sb (銻)、Bi (鉍)、As (砷)等。從安全性、玻璃化的容易性等觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選P或Sb。
[0061]作為用于向玻璃粉末中導(dǎo)入施主元素的含施主元素物質(zhì)，可列舉P203、P205、Sb203、Bi2O3及As 203，優(yōu)選使用選自P203、P2O5及Sb 203中的至少I種。
[0062]此外，就含施主元素的玻璃粉末而言，根據(jù)需要調(diào)整成分比率，由此能夠控制熔融溫度、軟化溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、化學(xué)耐久性等。進(jìn)而，優(yōu)選含有以下記載的玻璃成分物質(zhì)。
[0063]作為玻璃成分物質(zhì)，可列舉出Si02、K2O, Na2O, Li2O, BaO、SrO, CaO, MgO, BeO、ZnO、PbO、CdO、SnO、ZrO2、MoO3、La2O3、Nb2O5、Ta2O5、Y2O3、Ti02、ZrO2、GeO2、TeO2及 Lu 203等，優(yōu)選使用選自 S12、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、SnO、ZrO2、及 MoO3 中的至少I種。
[0064]作為含施主元素的玻璃粉末的具體例，可列舉出含有上述含施主元素物質(zhì)和上述玻璃成分物質(zhì)這兩者的體系，可列舉P2O5-S1^ (以含施主元素物質(zhì)-玻璃成分物質(zhì)的順序記載，下同)、P2O5-K2O 系、P2O5-Na2O 系、P2O5-Li2O 系、P2O5-BaO 系、P2O5-SrO 系、P2O5-CaO系、P2O5-MgO 系、P2O5-BeO 系、P2O5-ZnO 系、P2O5-CdO 系、P2O5-PbO 系、P2O5-V2O5系、P 205-Sn0系、P2O5-GeO2系、P 205-1^02系等含有P 205作為含施主元素物質(zhì)的體系的玻璃粉末；代替上述含P2O5的體系的P 205而含有Sb 203作為含施主元素物質(zhì)的體系的玻璃粉末。
[0065]另外，可以是如P2O5-Sb2O3系、P2O5-As2O3系等這樣的含有2種以上含施主元素物質(zhì)的玻璃粉末。
[0066]上述例示出含2種成分的復(fù)合玻璃，但也可以是P2O5-S12-V2O5、P2O5-S12-CaO等含有3種成分以上的物質(zhì)的玻璃粉末。
[0067]玻璃粉末中的玻璃成分物質(zhì)的含有比率，優(yōu)選地考慮熔融溫度、軟化溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、化學(xué)耐久性而進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定，一般而言，優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上且95質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下。
[0068]從擴(kuò)散處理時(shí)的擴(kuò)散性、滴液(dripping)的觀點(diǎn)出發(fā)，玻璃粉末的軟化溫度優(yōu)選為 200°C ?1000 °C，更優(yōu)選為 300°C ?900°C。
[0069]作為玻璃粉末的形狀，可列舉出大致球狀、扁平狀、塊狀、板狀及鱗片狀等，從制成η型擴(kuò)散層形成組合物時(shí)在基板上的涂布性、均勻擴(kuò)散性的方面出發(fā)，優(yōu)選為大致球狀、扁平狀或板狀。玻璃粉末的粒徑優(yōu)選為100 μm以下。在使用具有100 μm以下的粒徑的玻璃粉末時(shí)，容易得到平滑的涂膜。進(jìn)而，玻璃粉末的粒徑更優(yōu)選為50μπι以下。另外，下限沒有特別的限制，但優(yōu)選為0.01 μ??以上。
[0070]在此，玻璃的粒徑表示平均粒徑，可以通過激光散射衍射法粒度分布測定裝置等來測定。
[0071 ] 含施主元素的玻璃粉末按以下的順序制作。
[0072]首先，秤量原料例如上述含施主元素物質(zhì)和玻璃成分物質(zhì)，填充到坩禍中。作為坩禍的材質(zhì)，可列舉鉑、鉑-銠、銥、氧化鋁、石英、碳等，可考慮熔融溫度、氣氛、與熔融物質(zhì)的反應(yīng)性等來適當(dāng)選擇。
[0073]接下來，在與玻璃組成相應(yīng)的溫度下用電爐加熱而形成熔融液。此時(shí)，為了使熔融液均勻，優(yōu)選進(jìn)行攪拌。
[0074]接著，將得到的熔融液流出到氧化鋯基板、碳基板等上，使熔融液進(jìn)行玻璃化。
[0075]最后，將玻璃粉碎而成為粉末狀。粉碎可應(yīng)用噴射磨機(jī)、珠磨機(jī)、球磨機(jī)等公知的方法。
[0076]從涂布性、施主元素的擴(kuò)散性、不需要的玻璃的蝕刻性等觀點(diǎn)出發(fā)，η型擴(kuò)散層形成組合物中的含施主元素的玻璃粉末的含有比率為I質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下，優(yōu)選為5質(zhì)量％以上且70質(zhì)量％以下，進(jìn)而從顯示充分低的表面電阻和在蝕刻處理中不給基板帶來損傷的浸漬時(shí)間的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選為10質(zhì)量％以上且30質(zhì)量％以下。在玻璃粉末的含有比率超過90質(zhì)量％時(shí)，不需要的玻璃成分的蝕刻處理變得難以進(jìn)行。在玻璃粉末的含有比率小于I質(zhì)量％時(shí)，施主在基板上的擴(kuò)散性、涂布性降低。
[0077]此外，若考慮施主元素在基板上的擴(kuò)散性，則η型擴(kuò)散層形成組合物中的含施主元素物質(zhì)的含有率優(yōu)選為I質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為2質(zhì)量％以上。另外，即使在η型擴(kuò)散層形成組合物中添加一定量以上的施主元素，所形成的具有η型擴(kuò)散層的表面的薄膜電阻也不會(huì)降低到一定值以上。
[0078]下面，對分散介質(zhì)進(jìn)行說明。
[0079]分散介質(zhì)是指在組合物中使上述玻璃粉末分散的介質(zhì)。具體而言，作為分散介質(zhì)，采用粘結(jié)劑、溶劑等。
[0080]作為粘結(jié)劑，可適當(dāng)選擇例如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺類、聚乙烯基酰胺類、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯氧化物類、聚磺酸、丙烯酰胺烷基磺酸、纖維素醚類、纖維素衍生物、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基纖維素、明膠、淀粉及淀粉衍生物、海藻酸鈉類、黃原膠、瓜爾膠及瓜爾膠衍生物、硬葡聚糖及硬葡聚糖衍生物、黃耆膠及黃耆膠衍生物、糊精及糊精衍生物、(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂(例如，(甲基)丙烯酸烷基酯樹脂、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯樹脂等)、丁二烯樹脂、苯乙烯樹脂及它們的共聚物、以及硅氧烷樹脂等。它們可單獨(dú)使用I種，或者將2種以上組合使用。
[0081]粘結(jié)劑的分子量沒有特別的限制，優(yōu)選地鑒于作為組合物的所需的粘度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
[0082]作為溶劑，可列舉出例如丙酮、甲乙酮、甲基正丙基酮、甲基異丙基酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、甲基正己基酮、二乙基酮、二丙基酮、二異丁基酮、三甲基壬酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、甲基環(huán)己酮、2，4-戊二酮、丙酮基丙酮、γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯等酮系溶劑；二乙基醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、二異丙基醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、二噁烷、二甲基二噁烷、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二正丙基醚、乙二醇二丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇甲基正丙基醚、二乙二醇甲基正丁基醚、二乙二醇二正丙基醚、二乙二醇二正丁基醚、二乙二醇甲基正己基醚、三乙二醇二甲基醚、三乙二醇二乙基醚、三乙二醇甲基乙基醚、三乙二醇甲基正丁基醚、三乙二醇二正丁基醚、三乙二醇甲基正己基醚、四乙二醇二甲基醚、四乙二醇二乙基醚、四二乙二醇甲基乙基醚、四乙二醇甲基正丁基醚、二乙二醇二正丁基醚、四乙二醇甲基正己基醚、四乙二醇二正丁基醚、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇二正丙基醚、丙二醇二丁基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇甲基乙基醚、二丙二醇甲基正丁基醚、二丙二醇二正丙基醚、二丙二醇二正丁基醚、二丙二醇甲基正己基醚、三丙二醇二甲基醚、三丙二醇二乙基醚、三丙二醇甲基乙基醚、三丙二醇甲基正丁基醚、三丙二醇二正丁基醚、三丙二醇甲基正己基醚、四丙二醇二甲基醚、四丙二醇二乙基醚、四二丙二醇甲基乙基醚、四丙二醇甲基正丁基醚、二丙二醇二正丁基醚、四丙二醇甲基正己基醚、四丙二醇二正丁基醚等醚系溶劑；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸正戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸甲基戊酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、乙酸芐酯、乙酸環(huán)己酯、乙酸甲基環(huán)己酯、乙酸壬酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單正丁基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單乙基醚乙酸醋、二醇二乙酸醋、乙酸甲氧三甘醇醋(methoxytriglycol acetate)、丙酸乙醋、丙酸正丁酯、丙酸異戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸正戊酯等酯系溶劑；乙二醇甲基醚丙酸酯、乙二醇乙基醚丙酸酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇甲基醚乙酸酯、二乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇正丁基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、二丙二醇乙基醚乙酸酯等醚乙酸酯系溶劑；乙腈、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-丙